JPH06132899A - Optical reception circuit - Google Patents
Optical reception circuitInfo
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- JPH06132899A JPH06132899A JP4283342A JP28334292A JPH06132899A JP H06132899 A JPH06132899 A JP H06132899A JP 4283342 A JP4283342 A JP 4283342A JP 28334292 A JP28334292 A JP 28334292A JP H06132899 A JPH06132899 A JP H06132899A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は光検出器としてアバラン
シェ・ホトダイオード（以下ＡＰＤと称する）を使用し
た光受信回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical receiving circuit using an avalanche photodiode (hereinafter referred to as APD) as a photodetector.
【０００２】光通信の光受信回路では、光信号を電気信
号に変換するために光検出器が使用される。その中で
も、内部増幅機能を持つＡＰＤは検出器の感度がよく、
内部増幅により外部増幅で得られるよりもずっと大きな
Ｓ／Ｎ比が得られる。このため、長距離回線で光ファイ
バ等による損失のためにシステムが制約を受ける時には
特にＡＰＤの利得が必要になる。In an optical receiving circuit of optical communication, a photodetector is used to convert an optical signal into an electric signal. Among them, APD with an internal amplification function has a high detector sensitivity,
The internal amplification results in a much larger signal-to-noise ratio than that obtained with external amplification. Therefore, when the system is restricted by the loss due to the optical fiber or the like in the long distance line, the gain of the APD is especially required.
【０００３】一方、光ファイバの断等による障害を検出
するために、ＡＰＤへの光入力レベルのモニタが必要と
なる。この場合、より簡単な回路で精度よくモニタでき
る光受信回路が要望される。On the other hand, it is necessary to monitor the optical input level to the APD in order to detect a failure due to a break in the optical fiber. In this case, there is a demand for an optical receiving circuit that can be monitored accurately with a simpler circuit.
【０００４】[0004]
【従来の技術】従来は、ＡＰＤへの光入力を電気変換
し、電流又は電圧により光入力レベルをモニタしてい
た。ＡＰＤで発生する電流ｉは、 ｉ＝（ｅλ／ｈｃ）×（ηＭＰ1) （１） Ｍ＝１／〔１−（Ｖb ／Ｖbr）n 〕 （２） となる。2. Description of the Related Art Conventionally, an optical input to an APD is electrically converted and the optical input level is monitored by a current or a voltage. The current i generated by the APD is i = (eλ / hc) × (ηMP 1 ) (1) M = 1 / [1- (V b / V br ) n ] (2).
【０００５】ここにｅ：電子の荷電量、λ：波長、ｈ：
プランクの定数、ｃ：光の速度、η：量子効率、Ｍ：利
得、Ｐ1 ：光入力パワー、Ｖb ：逆バイアス電圧、
Ｖbr：ＡＰＤの絶縁破壊電圧、ｎ：実験で決められる１
以下の値、を示す。Here, e: charge amount of electrons, λ: wavelength, h:
Planck's constant, c: speed of light, η: quantum efficiency, M: gain, P 1 : optical input power, V b : reverse bias voltage,
V br : breakdown voltage of APD, n: 1 determined by experiment
The following values are shown.
【０００６】利得ＭはＡＰＤにかかる逆バイアス電圧Ｖ
b により変化し、ＡＰＤで発生する電流ｉは利得Ｍによ
り変化する。つまり、同じ光入力パワーに対してもＭの
値により電流値が変わってくるため、自動出力制御回路
を使用した場合光入力レベルモニタ回路が複雑になる上
に、精度をよくすることも困難である。The gain M is the reverse bias voltage V applied to the APD.
The current i generated by the APD changes depending on the gain b . That is, even if the same optical input power is used, the current value changes depending on the value of M. Therefore, when the automatic output control circuit is used, the optical input level monitor circuit becomes complicated and it is difficult to improve the accuracy. is there.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
回路構成においては、同じ光入力パワーに対してもＭの
値により電流値が変わってくるため、光入力レベルモニ
タ回路が複雑になる上に、精度をよくすることも困難で
あるという問題点があった。As described above, in the conventional circuit configuration, the current value changes depending on the value of M even for the same optical input power, which makes the optical input level monitor circuit complicated. In addition, there is a problem that it is difficult to improve accuracy.
【０００８】したがって本発明は、光入力レベルをより
簡単な回路で精度よくモニターすることができる光受信
回路を提供することを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide an optical receiving circuit capable of accurately monitoring the optical input level with a simpler circuit.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記問題点は図１に示す
回路の構成によって解決される。即ち図１において、
（請求項１） 入力光を電流に変換して出力するアバラ
ンシェ・ホトダイオード100 を有するアバランシェ・ホ
トダイオードモジュールにおいて、アバランシェ・ホト
ダイオード100 への入力光の一部を分岐して入力し電流
に変換して出力するＰＩＮホトダイオード300 を設け、
ＰＩＮホトダイオード300 の出力により、アバランシェ
・ホトダイオード100への入力光のレベルをモニタする
ように構成する。The above problems can be solved by the circuit configuration shown in FIG. That is, in FIG.
(Claim 1) In an avalanche photodiode module having an avalanche photodiode 100 that converts input light into a current and outputs the current, a part of the input light to the avalanche photodiode 100 is branched, input and converted into a current, and then output. Provide a PIN photodiode 300 to
The output of the PIN photodiode 300 is configured to monitor the level of light input to the avalanche photodiode 100.
【００１０】（請求項２） 前記請求項１に記載のアバ
ランシェ・ホトダイオード100 とＰＩＮホトダイオード
300 を同一ウェーハに形成するように構成する。(Claim 2) The avalanche photodiode 100 and the PIN photodiode according to claim 1
Configure to form 300 on the same wafer.
【００１１】[0011]
【作用】図１において、（請求項１） ＰＩＮホトダイ
オード300 に入力した光は、（３）式で表される電流Ｉ
に変換される。In FIG. 1, the light input to the PIN photodiode 300 (claim 1) is the current I expressed by the equation (3).
Is converted to.
【００１２】 Ｉ＝（ｅλ／ｈｃ）×（ηＰ2) （３） ここにＰ2 はアバランシェ・ホトダイオード100 への入
力光の一部を分岐して入力した光パワーである。（３）
式により、電流Ｉは光入力Ｐ2 に比例する。又、（３）
式には利得Ｍが含まれないため、Ｍの値によって電流値
Ｉが変化するということはない。このため、この電流値
Ｉを観測することにより、アバランシェ・ホトダイオー
ド100 への入力光のレベルを高精度にモニタすることが
できる。I = (eλ / hc) × (ηP 2 ) (3) where P 2 is the optical power input by branching a part of the input light to the avalanche photodiode 100. (3)
By the equation, the current I is proportional to the optical input P 2 . Also, (3)
Since the equation does not include the gain M, the value of M does not change the current value I. Therefore, by observing this current value I, the level of the input light to the avalanche photodiode 100 can be monitored with high accuracy.
【００１３】又、（請求項２） 前記請求項１に記載の
アバランシェ・ホトダイオード100とＰＩＮホトダイオ
ード300 を同一ウェーハに形成することにより、小型化
を実現することができる。Further, (claim 2) By forming the avalanche photodiode 100 and the PIN photodiode 300 described in claim 1 on the same wafer, miniaturization can be realized.
【００１４】[0014]
【実施例】図２は本発明の実施例の回路構成図である。
全図を通じて同一符号は同一対象物を示す。FIG. 2 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention.
The same reference numerals denote the same objects throughout the drawings.
【００１５】図２（Ａ）において、光受信回路への入力
光はカップラ２によりＡＰＤ１への入力とＰＩＮ−ＰＤ
３への入力に分割される。光入力の大部分はＡＰＤ１に
より電気に変換される。これを主信号とする。ＰＩＮ−
ＰＤ３に入力した光は（３）式（再掲）で表される電流
Ｉに変換される。In FIG. 2A, the input light to the optical receiving circuit is input to the APD 1 by the coupler 2 and the PIN-PD.
Divided into three inputs. Most of the light input is converted to electricity by the APD1. This is the main signal. PIN-
The light input to the PD 3 is converted into the current I represented by the expression (3) (repost).
【００１６】 Ｉ＝（ｅλ／ｈｃ）×（ηＰ2) （３） ここにＰ2 はアバランシェ・ホトダイオード100 への入
力光の一部を分岐して入力した光パワーである。（３）
式により、電流Ｉは光入力Ｐ2 に比例する。又、（３）
式には利得Ｍが含まれないため、Ｍの値によって電流値
Ｉが変化するということはない。このため、この電流値
Ｉを観測することにより、アバランシェ・ホトダイオー
ド100 への入力光のレベルを高精度にモニタすることが
できる。I = (eλ / hc) × (ηP 2 ) (3) where P 2 is the optical power input by branching a part of the input light to the avalanche photodiode 100. (3)
By the equation, the current I is proportional to the optical input P 2 . Also, (3)
Since the equation does not include the gain M, the value of M does not change the current value I. Therefore, by observing this current value I, the level of the input light to the avalanche photodiode 100 can be monitored with high accuracy.
【００１７】又、図２（Ｂ）に示すようにＡＰＤ１とＰ
ＩＮ−ＰＤ３を同じウェーハ上に形成することにより、
小型化が可能となる。ウェーハの材料は入力光の波長に
よって異なってくるが、例えば光波長が0.8 μｍの場
合、Ｓｉウェーハ上にＡＰＤ１とＰＩＮ−ＰＤ３を周知
の技術により作ることができる。この結果、光入力レベ
ルを小型化した回路で精度よくモニタすることができ
る。Further, as shown in FIG. 2B, APD1 and P
By forming IN-PD3 on the same wafer,
Miniaturization is possible. The material of the wafer differs depending on the wavelength of the input light. For example, when the light wavelength is 0.8 μm, APD1 and PIN-PD3 can be formed on the Si wafer by a known technique. As a result, the optical input level can be accurately monitored by a downsized circuit.
【００１８】[0018]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
入力の一部をＰＩＮホトダイオードに入力することによ
り、アバランシェ・ホトダイオードへの光入力レベルを
より簡単な回路で精度よくモニタすることができる。As described above, according to the present invention, by inputting a part of the optical input to the PIN photodiode, the optical input level to the avalanche photodiode can be accurately monitored by a simpler circuit. it can.
【００１９】又、アバランシェ・ホトダイオードとＰＩ
Ｎホトダイオードを同じウェーハ上に形成することによ
り、小型化が可能となる。Also, an avalanche photodiode and a PI
By forming the N photodiode on the same wafer, miniaturization is possible.
【図１】は本発明の原理図、FIG. 1 is a principle diagram of the present invention,
【図２】は本発明の実施例の回路構成図である。FIG. 2 is a circuit configuration diagram of an embodiment of the present invention.
100 はアバランシェ・ホトダイオード、300 はＰＩＮホ
トダイオードを示す。100 is an avalanche photodiode, and 300 is a PIN photodiode.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/04 10/06 8220−5Ｋ Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｙ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H04B 10/04 10/06 8220-5K H04B 9/00 Y
Claims (2)
ンシェ・ホトダイオード(100) を有する光受信回路にお
いて、 前記アバランシェ・ホトダイオード(100) への入力光の
一部を分岐して入力し電流に変換して出力するＰＩＮホ
トダイオード(300) を設け、 該ＰＩＮホトダイオード(300) の出力により、前記アバ
ランシェ・ホトダイオード(100) への入力光のレベルを
モニタするようにしたことを特徴とする光受信回路。1. An optical receiving circuit having an avalanche photodiode (100) for converting input light into a current and outputting the current, wherein a part of the input light to the avalanche photodiode (100) is branched and input into a current. An optical receiving circuit characterized in that a PIN photodiode (300) for converting and outputting is provided, and the level of the input light to the avalanche photodiode (100) is monitored by the output of the PIN photodiode (300). .
トダイオード(100)とＰＩＮホトダイオード(300) を同
一ウェーハに形成することを特徴とする光受信回路。2. An optical receiving circuit, wherein the avalanche photodiode (100) and the PIN photodiode (300) according to claim 1 are formed on the same wafer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4283342A JPH06132899A (en) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | Optical reception circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4283342A JPH06132899A (en) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | Optical reception circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06132899A true JPH06132899A (en) | 1994-05-13 |
Family
ID=17664248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4283342A Withdrawn JPH06132899A (en) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | Optical reception circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06132899A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006054507A (en) * | 2004-08-09 | 2006-02-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Optical receiving circuit |
| US7366428B2 (en) | 2003-09-16 | 2008-04-29 | Sumitomo Electric Indutries, Ltd. | Optical receiver |
| US10250352B2 (en) | 2015-11-13 | 2019-04-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical receiver and method of monitoring optical power of optical signal input thereto |
-
1992
- 1992-10-22 JP JP4283342A patent/JPH06132899A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7366428B2 (en) | 2003-09-16 | 2008-04-29 | Sumitomo Electric Indutries, Ltd. | Optical receiver |
| JP2006054507A (en) * | 2004-08-09 | 2006-02-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Optical receiving circuit |
| JP4590974B2 (en) * | 2004-08-09 | 2010-12-01 | 住友電気工業株式会社 | Optical receiver circuit |
| US10250352B2 (en) | 2015-11-13 | 2019-04-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical receiver and method of monitoring optical power of optical signal input thereto |
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