JPH09146055A - 半導体レーザモジュール及び半導体レーザモジュールを用いた光通信システム - Google Patents
半導体レーザモジュール及び半導体レーザモジュールを用いた光通信システムInfo
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- JPH09146055A JPH09146055A JP30897795A JP30897795A JPH09146055A JP H09146055 A JPH09146055 A JP H09146055A JP 30897795 A JP30897795 A JP 30897795A JP 30897795 A JP30897795 A JP 30897795A JP H09146055 A JPH09146055 A JP H09146055A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は、電解吸収型外部変調器を集積
した半導体レーザ素子を光源とした半導体レーザモジュ
ールにおける半導体レーザの経時変化を補正して、安定
した光ファイバ出力の得られる半導体レーザモジュール
を提供するにある。 【解決手段】半導体レーザモジュールは、半導体レーザ
素子２２と、この半導体レーザ素子２２と集積され、半
導体レーザ素子２２からの出力光を変調する電界吸収型
外部変調器２４とを有している。光出力制御回路２００
の中のレーザ出力制御回路は、電界吸収型外部変調器２
４を流れる光電流の平均値を検出し、この平均値が所定
値となるように、半導体レーザ素子２２を駆動する駆動
電流を制御して半導体レーザ素子２２の光ファイバ出力
が一定になるように制御する。
した半導体レーザ素子を光源とした半導体レーザモジュ
ールにおける半導体レーザの経時変化を補正して、安定
した光ファイバ出力の得られる半導体レーザモジュール
を提供するにある。 【解決手段】半導体レーザモジュールは、半導体レーザ
素子２２と、この半導体レーザ素子２２と集積され、半
導体レーザ素子２２からの出力光を変調する電界吸収型
外部変調器２４とを有している。光出力制御回路２００
の中のレーザ出力制御回路は、電界吸収型外部変調器２
４を流れる光電流の平均値を検出し、この平均値が所定
値となるように、半導体レーザ素子２２を駆動する駆動
電流を制御して半導体レーザ素子２２の光ファイバ出力
が一定になるように制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザモジ
ュール及び半導体レーザモジュールを用いた光通信シス
テムに関する。
ュール及び半導体レーザモジュールを用いた光通信シス
テムに関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信システム用発光素子モジュール
は、一般に１０〜１５年以上の長期間連続して安定動作
させる必要がある。従って、光通信システム用発光素子
モジュールとして用いる半導体レーザモジュールは、そ
の動作時間中、常に安定した光ファイバ出力を維持しな
ければならない。しかし、半導体レーザモジュールに用
いる発光素子である半導体レーザは、通常状態で長期間
動作させた場合、レーザ素子活性領域の結晶欠陥（例え
ば、点欠陥や転位）が増殖され、これに伴い、発光特性
（光出力や、レーザ発振しきい電流値など）が経時変化
を起こし、ついには寿命に至る。すなわち、半導体レー
ザモジュールは、通常状態での動作においてもレーザ素
子の経時変化に伴い、その光出力が変動することが知ら
れている。
は、一般に１０〜１５年以上の長期間連続して安定動作
させる必要がある。従って、光通信システム用発光素子
モジュールとして用いる半導体レーザモジュールは、そ
の動作時間中、常に安定した光ファイバ出力を維持しな
ければならない。しかし、半導体レーザモジュールに用
いる発光素子である半導体レーザは、通常状態で長期間
動作させた場合、レーザ素子活性領域の結晶欠陥（例え
ば、点欠陥や転位）が増殖され、これに伴い、発光特性
（光出力や、レーザ発振しきい電流値など）が経時変化
を起こし、ついには寿命に至る。すなわち、半導体レー
ザモジュールは、通常状態での動作においてもレーザ素
子の経時変化に伴い、その光出力が変動することが知ら
れている。
【０００３】そこで、従来の光通信用半導体レーザモジ
ュールは、例えば、特開平４−５０９０３号公報に記載
のように、半導体レーザ後面から発光するレーザ光をモ
ニタ用フォトダイオードで検出し、このモニタ光が一定
となるように半導体レーザ駆動電流を制御し、光ファイ
バ出力を常に安定化させる自動光出力制御を行ってい
る。
ュールは、例えば、特開平４−５０９０３号公報に記載
のように、半導体レーザ後面から発光するレーザ光をモ
ニタ用フォトダイオードで検出し、このモニタ光が一定
となるように半導体レーザ駆動電流を制御し、光ファイ
バ出力を常に安定化させる自動光出力制御を行ってい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の光ファイバ出力
を安定化させる自動光出力制御方法は、半導体レーザ後
面からの光出力をモニタし、半導体レーザ前方から光出
力、すなわち、光ファイバ出力を一定に保持するよう
に、半導体レーザの駆動電流を制御している。このた
め、半導体レーザの経時変化によってレーザ駆動電流に
対する半導体レーザの光出力が経時変動しても、常に半
導体レーザ前端面からの光出力と後端面からの光出力の
比率が一定である必要があった。すなわち、半導体レー
ザ前端面からの光出力である光ファイバ出力の変動を、
半導体レーザ後端面からのモニタ光で間接的に制御して
いる従来の自動光出力制御方法では、半導体レーザの前
方光出力と後方光出力の比率が変化した場合、正確な光
ファイバ出力の安定化制御が不可能である。従来の半導
体レーザの駆動電流に直接変調信号を与え、光強度変調
を行う直接変調方式では、光ファイバ出力，モニタ光共
同一の半導体レーザからの前端面および後端面からの出
力光であるため、半導体レーザの経時劣化により、レー
ザ駆動電流に対する半導体レーザの光出力が変動して
も、常に前方光出力と後方光出力の比率がほぼ一定であ
る。このため、半導体レーザ後端面からのモニタ光を一
定に保持するように、レーザ駆動電流を制御する従来の
自動光出力制御方法が一般的に用いられてきた。
を安定化させる自動光出力制御方法は、半導体レーザ後
面からの光出力をモニタし、半導体レーザ前方から光出
力、すなわち、光ファイバ出力を一定に保持するよう
に、半導体レーザの駆動電流を制御している。このた
め、半導体レーザの経時変化によってレーザ駆動電流に
対する半導体レーザの光出力が経時変動しても、常に半
導体レーザ前端面からの光出力と後端面からの光出力の
比率が一定である必要があった。すなわち、半導体レー
ザ前端面からの光出力である光ファイバ出力の変動を、
半導体レーザ後端面からのモニタ光で間接的に制御して
いる従来の自動光出力制御方法では、半導体レーザの前
方光出力と後方光出力の比率が変化した場合、正確な光
ファイバ出力の安定化制御が不可能である。従来の半導
体レーザの駆動電流に直接変調信号を与え、光強度変調
を行う直接変調方式では、光ファイバ出力，モニタ光共
同一の半導体レーザからの前端面および後端面からの出
力光であるため、半導体レーザの経時劣化により、レー
ザ駆動電流に対する半導体レーザの光出力が変動して
も、常に前方光出力と後方光出力の比率がほぼ一定であ
る。このため、半導体レーザ後端面からのモニタ光を一
定に保持するように、レーザ駆動電流を制御する従来の
自動光出力制御方法が一般的に用いられてきた。
【０００５】これに対し、最近、電界吸収型外部変調器
を集積した半導体レーザを用いたレーザモジュールが用
いられてきている。これは、直接変調方式に比べて、伝
送距離を長距離にできるためである。即ち、直接変調方
式では、半導体レーザの駆動電流をパルス状に変調する
が、このようにパルス状に変調すると、半導体レーザか
ら発せられる光のスペクトル幅（波長幅）の広がり、言
わゆる、チャーピングが生じる。光信号の伝送に用いる
光ファイバは、波長によって伝送速度が異なるため、波
長広がりが生じると、それぞれの波長によって伝送速度
が異なり、長距離伝送が困難になる。それに対して、外
部変調方式では、半導体レーザの駆動電流は一定である
ため、直接変調方式のような波長広がりの問題は生じな
いため、長距離伝送が可能で、最近実用化されつつあ
る。
を集積した半導体レーザを用いたレーザモジュールが用
いられてきている。これは、直接変調方式に比べて、伝
送距離を長距離にできるためである。即ち、直接変調方
式では、半導体レーザの駆動電流をパルス状に変調する
が、このようにパルス状に変調すると、半導体レーザか
ら発せられる光のスペクトル幅（波長幅）の広がり、言
わゆる、チャーピングが生じる。光信号の伝送に用いる
光ファイバは、波長によって伝送速度が異なるため、波
長広がりが生じると、それぞれの波長によって伝送速度
が異なり、長距離伝送が困難になる。それに対して、外
部変調方式では、半導体レーザの駆動電流は一定である
ため、直接変調方式のような波長広がりの問題は生じな
いため、長距離伝送が可能で、最近実用化されつつあ
る。
【０００６】外部変調方式に用いる外部変調器について
は、半導体レーザ自体の経時変化に比べて少ないもの
の、電界吸収特性が経時変化する。
は、半導体レーザ自体の経時変化に比べて少ないもの
の、電界吸収特性が経時変化する。
【０００７】電界吸収型外部変調器の光電界吸収率（光
透過率）の経時変化に伴い、光信号の論理"１"レベル光
強度と、論理"０"レベル光強度との比率（消光比）も変
動するため、光信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）が変動する。
しかしながら、従来の半導体レーザ後端面からの光モニ
タでは消光比の変動を検出しつつ十分なモニタ光を得る
ためには、高周波応答が可能な別光学系のモニタ用フォ
トダイオードを用いる必要があり、消光比を常に一定に
保持するような制御は行われておらず、Ｓ／Ｎ比が変動
するという問題があった。
透過率）の経時変化に伴い、光信号の論理"１"レベル光
強度と、論理"０"レベル光強度との比率（消光比）も変
動するため、光信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）が変動する。
しかしながら、従来の半導体レーザ後端面からの光モニ
タでは消光比の変動を検出しつつ十分なモニタ光を得る
ためには、高周波応答が可能な別光学系のモニタ用フォ
トダイオードを用いる必要があり、消光比を常に一定に
保持するような制御は行われておらず、Ｓ／Ｎ比が変動
するという問題があった。
【０００８】また、外部変調方式おいて、従来行われて
いるような、半導体レーザの後面からの発光をモニタ用
フォトダイオードで検出する方法を適用しようとする
と、モニタ用フォトダイオードで検出するモニタ光は、
半導体レーザの経時変化による変動のみであるのに対し
て、光ファイバ出力は、半導体レーザの光出力の経時変
化による変動と、電界吸収型外部変調器の光電界吸収率
（光透過率）の経時変化とによる変動が生じるため、半
導体レーザ及び電界吸収型外部変調器の経時変化に伴
い、モニタ光と光ファイバ出力の比率が変動するため、
正確な光ファイバ出力の安定化制御が不可能であるとい
う問題がある。ここで、例えば、特開平４ー１６２４８
１号公報若しくは特開平３−７３９１５号公報に記載の
ように、外部変調器を流れる光電流を用いて、温度制御
をする試みは知られているが、光ファイバ出力自体を安
定制御することは知られていない。
いるような、半導体レーザの後面からの発光をモニタ用
フォトダイオードで検出する方法を適用しようとする
と、モニタ用フォトダイオードで検出するモニタ光は、
半導体レーザの経時変化による変動のみであるのに対し
て、光ファイバ出力は、半導体レーザの光出力の経時変
化による変動と、電界吸収型外部変調器の光電界吸収率
（光透過率）の経時変化とによる変動が生じるため、半
導体レーザ及び電界吸収型外部変調器の経時変化に伴
い、モニタ光と光ファイバ出力の比率が変動するため、
正確な光ファイバ出力の安定化制御が不可能であるとい
う問題がある。ここで、例えば、特開平４ー１６２４８
１号公報若しくは特開平３−７３９１５号公報に記載の
ように、外部変調器を流れる光電流を用いて、温度制御
をする試みは知られているが、光ファイバ出力自体を安
定制御することは知られていない。
【０００９】また、さらに、直接変調方式の半導体レー
ザモジュールを用いた光通信システムでは、長距離伝送
が不可能であるという問題があった。
ザモジュールを用いた光通信システムでは、長距離伝送
が不可能であるという問題があった。
【００１０】本発明の目的は、消光比の変動を防止し
て、Ｓ／Ｎ比の安定な半導体レーザモジュールを提供す
るにある。
て、Ｓ／Ｎ比の安定な半導体レーザモジュールを提供す
るにある。
【００１１】本発明の他の目的は、電解吸収型外部変調
器を集積した半導体レーザ素子を光源とした半導体レー
ザモジュールにおける半導体レーザの経時変化を補正し
て、安定した光ファイバ出力の得られる半導体レーザモ
ジュールを提供するにある。
器を集積した半導体レーザ素子を光源とした半導体レー
ザモジュールにおける半導体レーザの経時変化を補正し
て、安定した光ファイバ出力の得られる半導体レーザモ
ジュールを提供するにある。
【００１２】本発明のさらに他の目的は、光ファイバ出
力を長期間安定に保つことが可能な半導体レーザモジュ
ールを用いた光通信システムを提供するにある。
力を長期間安定に保つことが可能な半導体レーザモジュ
ールを用いた光通信システムを提供するにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、半導体レーザ素子と、この半導体レーザ
素子と集積され、半導体レーザ素子からの出力光を変調
する電界吸収型外部変調器とを有する半導体レーザモジ
ュールにおいて、上記電界吸収型外部変調器を流れる光
電流の最大値及び最小値を検出し、この最大値及び最小
値の比が所定の値になるように、上記電界吸収型外部変
調器に与える変調信号を制御して、上記電界吸収型外部
変調器の出力光の消光比が一定になるように制御する変
調出力制御手段とを備えるようにしたものであり、かか
る構成とすることにより、消光比の変動を防止して、Ｓ
／Ｎ比を安定にし得るものとなる。
に、本発明は、半導体レーザ素子と、この半導体レーザ
素子と集積され、半導体レーザ素子からの出力光を変調
する電界吸収型外部変調器とを有する半導体レーザモジ
ュールにおいて、上記電界吸収型外部変調器を流れる光
電流の最大値及び最小値を検出し、この最大値及び最小
値の比が所定の値になるように、上記電界吸収型外部変
調器に与える変調信号を制御して、上記電界吸収型外部
変調器の出力光の消光比が一定になるように制御する変
調出力制御手段とを備えるようにしたものであり、かか
る構成とすることにより、消光比の変動を防止して、Ｓ
／Ｎ比を安定にし得るものとなる。
【００１４】上記半導体レーザモジュールにおいて、好
ましくは、上記変調出力制御手段は、上記光電流の最大
値及び最小値の比が所定の値になるように、上記電界吸
収型外部変調器に与える変調信号の平均値を制御するよ
うにしたものである。
ましくは、上記変調出力制御手段は、上記光電流の最大
値及び最小値の比が所定の値になるように、上記電界吸
収型外部変調器に与える変調信号の平均値を制御するよ
うにしたものである。
【００１５】上記半導体レーザモジュールにおいて、好
ましくは、上記変調出力制御手段は、上記光電流の最大
値及び最小値の比が所定の値になるように、上記電界吸
収型外部変調器に与える変調信号の振幅を制御するよう
にしたものである。
ましくは、上記変調出力制御手段は、上記光電流の最大
値及び最小値の比が所定の値になるように、上記電界吸
収型外部変調器に与える変調信号の振幅を制御するよう
にしたものである。
【００１６】また、上記目的を達成するために、本発明
は、半導体レーザ素子と、この半導体レーザ素子と集積
され、半導体レーザ素子からの出力光を強度変調する電
界吸収型外部変調器と、光ファイバーと、上記電界吸収
型外部変調器と上記光ファイバーを光結合する光学系
と、上記半導体レーザ素子と上記電界吸収型外部変調器
と上記光ファイバー及び上記光学系を光結合状態を保っ
て固定収納するとともに、気密封止端子を有するパッケ
ージとを有する半導体レーザモジュールにおいて、上記
半導体レーザの温度を検出する温度検出手段と、この温
度検出手段により検出された温度信号に基づいて上記半
導体レーザの温度を一定に制御する電子冷却手段と、上
記電界吸収型外部変調器を流れる光電流の平均値を検出
し、この平均値が所定値となるように、上記半導体レー
ザ素子を駆動する駆動電流を制御して上記半導体レーザ
素子の出力光が一定になるように制御するレーザ出力制
御手段とを備えるようにしたものであり、かかる構成と
することにより、光ファイバ出力を安定にし得るものと
なる。
は、半導体レーザ素子と、この半導体レーザ素子と集積
され、半導体レーザ素子からの出力光を強度変調する電
界吸収型外部変調器と、光ファイバーと、上記電界吸収
型外部変調器と上記光ファイバーを光結合する光学系
と、上記半導体レーザ素子と上記電界吸収型外部変調器
と上記光ファイバー及び上記光学系を光結合状態を保っ
て固定収納するとともに、気密封止端子を有するパッケ
ージとを有する半導体レーザモジュールにおいて、上記
半導体レーザの温度を検出する温度検出手段と、この温
度検出手段により検出された温度信号に基づいて上記半
導体レーザの温度を一定に制御する電子冷却手段と、上
記電界吸収型外部変調器を流れる光電流の平均値を検出
し、この平均値が所定値となるように、上記半導体レー
ザ素子を駆動する駆動電流を制御して上記半導体レーザ
素子の出力光が一定になるように制御するレーザ出力制
御手段とを備えるようにしたものであり、かかる構成と
することにより、光ファイバ出力を安定にし得るものと
なる。
【００１７】また、さらに、上記目的を達成するため
に、本発明は、半導体レーザ素子を有する半導体レーザ
モジュールからの出力光を光ファイバを用いて伝送する
半導体レーザモジュールを用いた光通信システムにおい
て、上記半導体レーザモジュールは、上記半導体レーザ
素子と集積され、半導体レーザ素子からの出力光を変調
する電界吸収型外部変調器と、この電界吸収型外部変調
器を流れる光電流の平均値を検出し、この平均値が所定
値となるように、上記半導体レーザ素子を駆動する駆動
電流を制御して上記半導体レーザ素子の光ファイバ出力
が一定になるように制御する光ファイバ出力制御手段と
を備えるようにしたものであり、かかる構成とすること
により、光ファイバ出力を長期間安定に保ち得るものと
なる。
に、本発明は、半導体レーザ素子を有する半導体レーザ
モジュールからの出力光を光ファイバを用いて伝送する
半導体レーザモジュールを用いた光通信システムにおい
て、上記半導体レーザモジュールは、上記半導体レーザ
素子と集積され、半導体レーザ素子からの出力光を変調
する電界吸収型外部変調器と、この電界吸収型外部変調
器を流れる光電流の平均値を検出し、この平均値が所定
値となるように、上記半導体レーザ素子を駆動する駆動
電流を制御して上記半導体レーザ素子の光ファイバ出力
が一定になるように制御する光ファイバ出力制御手段と
を備えるようにしたものであり、かかる構成とすること
により、光ファイバ出力を長期間安定に保ち得るものと
なる。
【００１８】上記半導体レーザモジュールを用いた光通
信システムにおいて、好ましくは、さらに、上記電界吸
収型外部変調器を流れる光電流の最大値及び最小値を検
出し、この最大値及び最小値の比が所定の値になるよう
に、上記電界吸収型外部変調器に与える変調信号を制御
して、上記電界吸収型外部変調器の出力光の消光比が一
定になるように制御する変調出力制御手段とを備えるよ
うにしたものである。
信システムにおいて、好ましくは、さらに、上記電界吸
収型外部変調器を流れる光電流の最大値及び最小値を検
出し、この最大値及び最小値の比が所定の値になるよう
に、上記電界吸収型外部変調器に与える変調信号を制御
して、上記電界吸収型外部変調器の出力光の消光比が一
定になるように制御する変調出力制御手段とを備えるよ
うにしたものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態によ
る半導体レーザモジュールについて、図１、図２，図３
及び図４を用いて説明する。図１は、本発明の一実施の
形態による半導体レーザモジュールの部分断面の平面図
であり、図２は、図１の側断面図であり、図３は、本発
明の一実施の形態による半導体レーザモジュールの制御
回路図であり、図４は、本発明の一実施の形態による半
導体レーザモジュールの変調信号の制御の説明図であ
る。
る半導体レーザモジュールについて、図１、図２，図３
及び図４を用いて説明する。図１は、本発明の一実施の
形態による半導体レーザモジュールの部分断面の平面図
であり、図２は、図１の側断面図であり、図３は、本発
明の一実施の形態による半導体レーザモジュールの制御
回路図であり、図４は、本発明の一実施の形態による半
導体レーザモジュールの変調信号の制御の説明図であ
る。
【００２０】ステム１０には、電界吸収型外部変調器集
積半導体レーザ素子（以下「半導体レーザ素子」と称
す）２０が搭載されている。半導体レーザ素子２０は、
半導体レーザ２２及び電界吸収型外部変調器２４が、電
気的に絶縁された状態で、一体化（集積）された構造と
なっている。半導体レーザ素子２０の光軸上には、第１
レンズ３０が配置され、第１レンズ３０は、同じくステ
ム１０の上に搭載されている。第１レンズ３０は、球レ
ンズ若しくは非球面レンズによって構成されている。
積半導体レーザ素子（以下「半導体レーザ素子」と称
す）２０が搭載されている。半導体レーザ素子２０は、
半導体レーザ２２及び電界吸収型外部変調器２４が、電
気的に絶縁された状態で、一体化（集積）された構造と
なっている。半導体レーザ素子２０の光軸上には、第１
レンズ３０が配置され、第１レンズ３０は、同じくステ
ム１０の上に搭載されている。第１レンズ３０は、球レ
ンズ若しくは非球面レンズによって構成されている。
【００２１】ステム１０には、半導体レーザ素子２０及
び第１レンズ３０の周囲温度を検出する温度検出素子４
０が配置されている。半導体レーザ素子２０，第１レン
ズ３０，温度検出素子４０を搭載したステム１０は、電
子冷却素子５０の低温部側５０Ｌに固定してある。電子
冷却素子５０の高温部側５０Ｈは、デュアルインライン
気密封止端子を有するパッケージ６０の内壁面に固定さ
れている。半導体レーザ素子２０及び第１レンズ３０の
周囲温度が上昇した場合、半導体レーザ素子２０及び第
１レンズ３０の近傍を電子冷却素子５０によって冷却す
ると共に、電子冷却素子５０の高温部側５０Ｈからパッ
ケージ６０に伝導された熱は、パッケージ６０を介して
大気側へ放熱される構成となっている。
び第１レンズ３０の周囲温度を検出する温度検出素子４
０が配置されている。半導体レーザ素子２０，第１レン
ズ３０，温度検出素子４０を搭載したステム１０は、電
子冷却素子５０の低温部側５０Ｌに固定してある。電子
冷却素子５０の高温部側５０Ｈは、デュアルインライン
気密封止端子を有するパッケージ６０の内壁面に固定さ
れている。半導体レーザ素子２０及び第１レンズ３０の
周囲温度が上昇した場合、半導体レーザ素子２０及び第
１レンズ３０の近傍を電子冷却素子５０によって冷却す
ると共に、電子冷却素子５０の高温部側５０Ｈからパッ
ケージ６０に伝導された熱は、パッケージ６０を介して
大気側へ放熱される構成となっている。
【００２２】半導体レーザ２２の前方からの出力光は、
変調器２４を通過した後、第１レンズ３０によって平行
光にされ、レンズホルダ７０に固定された光アイソレー
タ７２に導入される。光アイソレータ７２は、伝送路接
続点及び伝送路間に設定された光機能部品，例えば、光
ファイバ増幅器，光カプラ，光合分波器等や光受光器等
からの半導体レーザ２２への反射戻り光を遮断する。光
アイソレータ７２を通過したレーザ光は、同一の光軸上
に配置された集束型屈折率分布円柱レンズ７４（以下
「第２レンズ」と称す）によって集束し、その焦点位置
に光ファイバホルダ８０によって固定されている光ファ
イバ８２に導入される。
変調器２４を通過した後、第１レンズ３０によって平行
光にされ、レンズホルダ７０に固定された光アイソレー
タ７２に導入される。光アイソレータ７２は、伝送路接
続点及び伝送路間に設定された光機能部品，例えば、光
ファイバ増幅器，光カプラ，光合分波器等や光受光器等
からの半導体レーザ２２への反射戻り光を遮断する。光
アイソレータ７２を通過したレーザ光は、同一の光軸上
に配置された集束型屈折率分布円柱レンズ７４（以下
「第２レンズ」と称す）によって集束し、その焦点位置
に光ファイバホルダ８０によって固定されている光ファ
イバ８２に導入される。
【００２３】光アイソレータ７２，第２レンズ７４，光
ファイバ８２は、それぞれ、レンズホルダ７０や光ファ
イバホルダ８０に、半田付けやレーザ溶接などの半永久
または永久固定方法によって、光軸を合わせた上で、パ
ッケージ６０に気密封止固定されている。
ファイバ８２は、それぞれ、レンズホルダ７０や光ファ
イバホルダ８０に、半田付けやレーザ溶接などの半永久
または永久固定方法によって、光軸を合わせた上で、パ
ッケージ６０に気密封止固定されている。
【００２４】パッケージ６０には、内部部品と外部回路
との電気的導通をとるための絶縁封止されたピン９０
ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄ，９０ｅ，９０ｆ，９０
ｇ，９０ｈ，９０ｉ，９０ｊ，９０ｋ，９０ｌ，９０
ｍ，９０ｎが固定されている。ピン９０ｆ，９０ｇは、
温度検出素子４０に接続され、温度制御回路１００によ
って、ステム１０の温度を検出する。温度制御回路１０
０は、ピン９０ａ，９０ｂを介して、電子冷却素子５０
に接続され、電子冷却素子５０によって、ステム１０の
温度を制御する。半導体レーザ駆動回路１１０は、ピン
９０ｅを介して、半導体レーザ２２に接続され、半導体
レーザ２２に所定電流を供給し、半導体レーザ２２を発
光させる。
との電気的導通をとるための絶縁封止されたピン９０
ａ，９０ｂ，９０ｃ，９０ｄ，９０ｅ，９０ｆ，９０
ｇ，９０ｈ，９０ｉ，９０ｊ，９０ｋ，９０ｌ，９０
ｍ，９０ｎが固定されている。ピン９０ｆ，９０ｇは、
温度検出素子４０に接続され、温度制御回路１００によ
って、ステム１０の温度を検出する。温度制御回路１０
０は、ピン９０ａ，９０ｂを介して、電子冷却素子５０
に接続され、電子冷却素子５０によって、ステム１０の
温度を制御する。半導体レーザ駆動回路１１０は、ピン
９０ｅを介して、半導体レーザ２２に接続され、半導体
レーザ２２に所定電流を供給し、半導体レーザ２２を発
光させる。
【００２５】変調回路１２０は、ピン９０ｍを介して、
外部変調器２４に接続されている。外部変調器２４は、
電圧を与えると、与えた電圧に比例してその内部を通過
する光電界を吸収する性質を有している。従って、この
外部変著器２４の特性を利用して、外部変調器２４に変
調回路から高周波数のパルス電圧信号や三角波信号など
を与えることで、半導体レーザ素子２０の光出力に強度
変調をかけている。
外部変調器２４に接続されている。外部変調器２４は、
電圧を与えると、与えた電圧に比例してその内部を通過
する光電界を吸収する性質を有している。従って、この
外部変著器２４の特性を利用して、外部変調器２４に変
調回路から高周波数のパルス電圧信号や三角波信号など
を与えることで、半導体レーザ素子２０の光出力に強度
変調をかけている。
【００２６】さらに、外部変調器２４は、ピン９０ｌを
介して、光出力制御回路２００に接続されており、外部
変調器２４を流れる光電流（フォトカレント）を検出し
ている。外部変調器２４は、吸収した光電界に比例した
光電流（フォトカレント）が流れる。この光電流は、理
論上は、変調電圧信号と連動した出力波形となる。従っ
て、本発明では、この光電流を用いて、外部変調器２４
と半導体レーザ２を集積した半導体レーザ２０の出力光
の経時変化を検出し、半導体レーザ駆動回路１１０及び
変調回路１２０をフィードバック制御するものであり、
その詳細については、図３を用いて後述する。
介して、光出力制御回路２００に接続されており、外部
変調器２４を流れる光電流（フォトカレント）を検出し
ている。外部変調器２４は、吸収した光電界に比例した
光電流（フォトカレント）が流れる。この光電流は、理
論上は、変調電圧信号と連動した出力波形となる。従っ
て、本発明では、この光電流を用いて、外部変調器２４
と半導体レーザ２を集積した半導体レーザ２０の出力光
の経時変化を検出し、半導体レーザ駆動回路１１０及び
変調回路１２０をフィードバック制御するものであり、
その詳細については、図３を用いて後述する。
【００２７】尚、本構成による半導体レーザモジュール
は、例えば、２．５Ｇｂ／ｓ〜１０Ｇｂ／ｓ以上の光信
号を伝送する光通信システム用発光素子モジュールとし
て用いるために、変調回路１２０に与える変調信号は、
２．５ＧＨｚ〜１０ＧＨｚ以上の高周波信号を与える必
要がある。このため、高周波変調信号を減衰させること
なく有効に変調回路１２０に伝達するために、光出力制
御回路２００内の光電流検出機能は、半導体レーザモジ
ュール内の変調回路１２０の終端抵抗値と比較して十分
大きな抵抗値（インピーダンス）を有していることが望
ましい。
は、例えば、２．５Ｇｂ／ｓ〜１０Ｇｂ／ｓ以上の光信
号を伝送する光通信システム用発光素子モジュールとし
て用いるために、変調回路１２０に与える変調信号は、
２．５ＧＨｚ〜１０ＧＨｚ以上の高周波信号を与える必
要がある。このため、高周波変調信号を減衰させること
なく有効に変調回路１２０に伝達するために、光出力制
御回路２００内の光電流検出機能は、半導体レーザモジ
ュール内の変調回路１２０の終端抵抗値と比較して十分
大きな抵抗値（インピーダンス）を有していることが望
ましい。
【００２８】ステム１０は、ピン９０ｊを介して接地さ
れている。半導体レーザ２２と外部変調器２４の一端子
は、ステム１０と導通しており、半導体レーザ２２と外
部変調器２４の一部は、アース電位となっている。
れている。半導体レーザ２２と外部変調器２４の一端子
は、ステム１０と導通しており、半導体レーザ２２と外
部変調器２４の一部は、アース電位となっている。
【００２９】図３において、パッケージ６０の中に配置
された温度検出素子４０は、その周囲温度を検出し、検
出された温度は温度検出素子の抵抗値変化として、温度
制御回路１００に取り込まれる。温度制御回路１００
は、電子冷却素子５０の駆動電流を制御することによ
り、半導体レーザー２０の温度を制御する。
された温度検出素子４０は、その周囲温度を検出し、検
出された温度は温度検出素子の抵抗値変化として、温度
制御回路１００に取り込まれる。温度制御回路１００
は、電子冷却素子５０の駆動電流を制御することによ
り、半導体レーザー２０の温度を制御する。
【００３０】半導体レーザ２２のカソード側は、接地さ
れ、アノード側には、駆動回路１１０が接続されてい
る。駆動回路１１０からは、例えば、数十ｍＡの直流電
流が半導体レーザ２２に供給され、半導体レーザ２２を
一定強度で発光させている。
れ、アノード側には、駆動回路１１０が接続されてい
る。駆動回路１１０からは、例えば、数十ｍＡの直流電
流が半導体レーザ２２に供給され、半導体レーザ２２を
一定強度で発光させている。
【００３１】半導体レーザ２２の出力光は、外部変調器
２４に導入される。外部変調器２４は、変調回路１２０
から供給される変調電圧によって強度変調されている。
変調回路１２０から供給される電圧は、例えば、０Ｖか
ら−２Ｖのパルス電圧で、２．５ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの
高周波変調されている。変調回路１２０から外部変調器
２４への印加電圧が、０Ｖの時は、外部変調器２４は、
半導体レーザ２２からの光をほぼ１００％透過して、第
１レンズ３０に導入する。また、変調回路１２０から外
部変調器２４への印加電圧が、−２Ｖの時は、外部変調
器２４は、半導体レーザ２２からの光をほぼ１００％遮
る。従って、半導体レーザ素子２０から伝送する光信号
との関係では、変調回路１２０からの変調電圧が０Ｖの
時、論理”１”レベルの光信号を出力し、変調回路１２
０からの変調電圧が−２Ｖの時、論理”０”レベルの光
信号を出力する。
２４に導入される。外部変調器２４は、変調回路１２０
から供給される変調電圧によって強度変調されている。
変調回路１２０から供給される電圧は、例えば、０Ｖか
ら−２Ｖのパルス電圧で、２．５ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの
高周波変調されている。変調回路１２０から外部変調器
２４への印加電圧が、０Ｖの時は、外部変調器２４は、
半導体レーザ２２からの光をほぼ１００％透過して、第
１レンズ３０に導入する。また、変調回路１２０から外
部変調器２４への印加電圧が、−２Ｖの時は、外部変調
器２４は、半導体レーザ２２からの光をほぼ１００％遮
る。従って、半導体レーザ素子２０から伝送する光信号
との関係では、変調回路１２０からの変調電圧が０Ｖの
時、論理”１”レベルの光信号を出力し、変調回路１２
０からの変調電圧が−２Ｖの時、論理”０”レベルの光
信号を出力する。
【００３２】また、外部変調器２４の終端抵抗２６を用
いて、光電流を検出し、この検出した光電流を光出力制
御回路２００に取り込む。検出される光電流と、変調回
路１２０から供給される変調電圧との関係は、変調電圧
が０Ｖの時は、光電界は殆ど吸収しないため、光電流も
殆ど０である。一方、変調電圧が−２Ｖの時は、変調電
圧に応じた光電界を吸収し、この光電界に応じた光電流
が流れる。
いて、光電流を検出し、この検出した光電流を光出力制
御回路２００に取り込む。検出される光電流と、変調回
路１２０から供給される変調電圧との関係は、変調電圧
が０Ｖの時は、光電界は殆ど吸収しないため、光電流も
殆ど０である。一方、変調電圧が−２Ｖの時は、変調電
圧に応じた光電界を吸収し、この光電界に応じた光電流
が流れる。
【００３３】光出力制御回路２００は、レーザー出力制
御回路２１０と、変調出力制御回路２２０を有してい
る。
御回路２１０と、変調出力制御回路２２０を有してい
る。
【００３４】最初に、レーザー出力制御回路２１０の動
作について説明する。上述したように、変調回路からは
高周波変調されたパルス電圧が外部変調器２４に供給さ
れると、このパルス電圧に応じたパルス状の光電流が終
端抵抗２６を介して検出される。ここで、外部変調器２
４は、所定の変調比で正常に動作しており、半導体レー
ザ２２からの出力光が、半導体レーザ２２の経時変化の
影響で低減した場合を考える。
作について説明する。上述したように、変調回路からは
高周波変調されたパルス電圧が外部変調器２４に供給さ
れると、このパルス電圧に応じたパルス状の光電流が終
端抵抗２６を介して検出される。ここで、外部変調器２
４は、所定の変調比で正常に動作しており、半導体レー
ザ２２からの出力光が、半導体レーザ２２の経時変化の
影響で低減した場合を考える。
【００３５】この場合、レーザー出力制御回路２１０の
中の平均電流検出回路２１２は、検出されたパルス状の
光電流の平均電流を求める。光電流は、パルス変調され
た交流信号であるため、これによって、半導体レーザ２
２の出力光の実効（平均）パワーを検出することができ
る。平均電流検出回路２１２の出力信号は、駆動電流制
御回路２１４に入力する。駆動電流制御回路２１４は、
予め定めておいた基準値と検出された平均電流とを比較
し、その差分が０となるように、半導体レーザ２２の駆
動電流を増加するための制御信号を半導体レーザ駆動回
路１１０に出力する。半導体レーザ駆動回路１１０は、
この制御信号に基づいて、半導体レーザ２２の駆動電流
を増加する。これによって、半導体レーザ２２の出力光
が経時変化により低減しても、この経時変化分を補正し
て、常に、一定の出力光を得ることができる。
中の平均電流検出回路２１２は、検出されたパルス状の
光電流の平均電流を求める。光電流は、パルス変調され
た交流信号であるため、これによって、半導体レーザ２
２の出力光の実効（平均）パワーを検出することができ
る。平均電流検出回路２１２の出力信号は、駆動電流制
御回路２１４に入力する。駆動電流制御回路２１４は、
予め定めておいた基準値と検出された平均電流とを比較
し、その差分が０となるように、半導体レーザ２２の駆
動電流を増加するための制御信号を半導体レーザ駆動回
路１１０に出力する。半導体レーザ駆動回路１１０は、
この制御信号に基づいて、半導体レーザ２２の駆動電流
を増加する。これによって、半導体レーザ２２の出力光
が経時変化により低減しても、この経時変化分を補正し
て、常に、一定の出力光を得ることができる。
【００３６】次に、外部変調器２４の光電界吸収率（光
透過率）の経時変化の補正について説明する。外部変調
器２４の光電界吸収率（光透過率）が変化すると、光信
号の論理”１”レベルの光強度と、論理”０”レベルの
光強度との比率（消光比）が変動するため、光信号対雑
音比（Ｓ／Ｎ比）が変動する。
透過率）の経時変化の補正について説明する。外部変調
器２４の光電界吸収率（光透過率）が変化すると、光信
号の論理”１”レベルの光強度と、論理”０”レベルの
光強度との比率（消光比）が変動するため、光信号対雑
音比（Ｓ／Ｎ比）が変動する。
【００３７】即ち、外部変調器２４への印加電圧（変調
信号）と、外部変調器２４の光出力の関係は、図４に示
すようになる。即ち、初期の外部変調器は、実線Ａで示
すような、外部変調器２４への印加電圧に対する外部変
調器２４の光出力の関係がある。ここで、初期の外部変
調器への印加電圧を０Ｖ及び−Ｖ1Ｖのパルス状電圧と
する。印加電圧が０Ｖの時の、光出力は、Ｈであり、印
加電圧が−Ｖ1Ｖの時の、光出力は、Ｌとする。即ち、
この時の消光比は、Ｈ／Ｌである。
信号）と、外部変調器２４の光出力の関係は、図４に示
すようになる。即ち、初期の外部変調器は、実線Ａで示
すような、外部変調器２４への印加電圧に対する外部変
調器２４の光出力の関係がある。ここで、初期の外部変
調器への印加電圧を０Ｖ及び−Ｖ1Ｖのパルス状電圧と
する。印加電圧が０Ｖの時の、光出力は、Ｈであり、印
加電圧が−Ｖ1Ｖの時の、光出力は、Ｌとする。即ち、
この時の消光比は、Ｈ／Ｌである。
【００３８】それに対して、外部変調器２４の光電界吸
収率（光透過率）が経時変化をすると、例えば、一点鎖
線Ｂで示す特性に変化する。なお、ここで、半導体レー
ザ２２の出力光は、一定になるように制御されているも
のとする。実線Ａの状態から一点鎖線Ｂの状態に変化し
たにも拘らず、外部変調器への印加電圧を０Ｖ及び−Ｖ
1Ｖのパルス状電圧としたままにすると、印加電圧０Ｖ
に対する光出力は、Ｈのままで変化しないが、印加電圧
−Ｖ1Ｖに対する光出力は、Ｌ1に増加する。従って、消
光比は、Ｈ／ＬからＨ／Ｌ1に低下することになる。
収率（光透過率）が経時変化をすると、例えば、一点鎖
線Ｂで示す特性に変化する。なお、ここで、半導体レー
ザ２２の出力光は、一定になるように制御されているも
のとする。実線Ａの状態から一点鎖線Ｂの状態に変化し
たにも拘らず、外部変調器への印加電圧を０Ｖ及び−Ｖ
1Ｖのパルス状電圧としたままにすると、印加電圧０Ｖ
に対する光出力は、Ｈのままで変化しないが、印加電圧
−Ｖ1Ｖに対する光出力は、Ｌ1に増加する。従って、消
光比は、Ｈ／ＬからＨ／Ｌ1に低下することになる。
【００３９】そこで、変調信号振幅Ｖw（＝Ｖ1)を変え
ることなく、変調信号の平均値を変えるようにしてい
る。即ち、外部変調器への印加電圧を０／−Ｖ1Ｖか
ら、例えば、−Ｖ2／−Ｖ3Ｖに変える。ここで、（（−
Ｖ2）−（−Ｖ3））＝Ｖwとすることにより、変調信号
振幅は変えないようにしてある。また、変調信号の平均
値は、（−Ｖ1／２）Ｖから、（（−Ｖ2）＋（−Ｖ
3））／２Ｖに増加している。このようにして、外部変
調器への印加電圧を−Ｖ2及び−Ｖ3Ｖとした時の、印加
電圧−Ｖ2Ｖに対する光出力を、Ｈ2とし、印加電圧−Ｖ
3Ｖに対する光出力は、Ｌ2とすると、消光比は、Ｈ2／
Ｌ2となる。従って、Ｈ2／Ｌ2が、初期状態の消光比Ｈ
／Ｌに等しくなるように、外部変調器への印加電圧を−
Ｖ2及び−Ｖ3Ｖを選択することにより、消光比の経時変
化を補正することができる。
ることなく、変調信号の平均値を変えるようにしてい
る。即ち、外部変調器への印加電圧を０／−Ｖ1Ｖか
ら、例えば、−Ｖ2／−Ｖ3Ｖに変える。ここで、（（−
Ｖ2）−（−Ｖ3））＝Ｖwとすることにより、変調信号
振幅は変えないようにしてある。また、変調信号の平均
値は、（−Ｖ1／２）Ｖから、（（−Ｖ2）＋（−Ｖ
3））／２Ｖに増加している。このようにして、外部変
調器への印加電圧を−Ｖ2及び−Ｖ3Ｖとした時の、印加
電圧−Ｖ2Ｖに対する光出力を、Ｈ2とし、印加電圧−Ｖ
3Ｖに対する光出力は、Ｌ2とすると、消光比は、Ｈ2／
Ｌ2となる。従って、Ｈ2／Ｌ2が、初期状態の消光比Ｈ
／Ｌに等しくなるように、外部変調器への印加電圧を−
Ｖ2及び−Ｖ3Ｖを選択することにより、消光比の経時変
化を補正することができる。
【００４０】以上のようにして、消光比の経時変化を補
正するための、回路構成について、図３を用いて説明す
る。
正するための、回路構成について、図３を用いて説明す
る。
【００４１】光出力制御回路２００の中の変調出力制御
回路２２０は、光電流最大値検出回路２２２と光電流最
小値検出回路２２４を有している。光電流最大値検出回
路２２２及び光電流最小値検出回路２２４は、それぞ
れ、終端抵抗２６に接続されており、光電流の最大値及
び最小値を検出する。光電流最大値検出回路２２２及び
光電流最小値検出回路２２４の出力は、比演算回路２２
６に接続され、光電流の最大値ｍａｘ及び最小値ｍｉｎ
の比（ｍａｘ／ｍｉｎ）を演算する。
回路２２０は、光電流最大値検出回路２２２と光電流最
小値検出回路２２４を有している。光電流最大値検出回
路２２２及び光電流最小値検出回路２２４は、それぞ
れ、終端抵抗２６に接続されており、光電流の最大値及
び最小値を検出する。光電流最大値検出回路２２２及び
光電流最小値検出回路２２４の出力は、比演算回路２２
６に接続され、光電流の最大値ｍａｘ及び最小値ｍｉｎ
の比（ｍａｘ／ｍｉｎ）を演算する。
【００４２】前述したように、光出力が論理”１”レベ
ルの時は、光電流は少なく、論理”０”レベルの時、光
電流は増加するので、比演算回路２２６が求める比（ｍ
ａｘ／ｍｉｎ）は、図４を用いて説明した消光比Ｈ／Ｌ
と逆の関係になるが、比（ｍａｘ／ｍｉｎ）によって
も、実質的に消光比相当の数値を求めることができる。
比演算回路２２６に接続された平均値制御回路２２８
は、この求めた消光比が一定になるように、外部変調器
２４への印加電圧を制御すべく、変調回路１２０が出力
する変調信号の平均値を変化させる。この時、図４にお
いて説明したように、変調信号の振幅は変化させないよ
うにしている。
ルの時は、光電流は少なく、論理”０”レベルの時、光
電流は増加するので、比演算回路２２６が求める比（ｍ
ａｘ／ｍｉｎ）は、図４を用いて説明した消光比Ｈ／Ｌ
と逆の関係になるが、比（ｍａｘ／ｍｉｎ）によって
も、実質的に消光比相当の数値を求めることができる。
比演算回路２２６に接続された平均値制御回路２２８
は、この求めた消光比が一定になるように、外部変調器
２４への印加電圧を制御すべく、変調回路１２０が出力
する変調信号の平均値を変化させる。この時、図４にお
いて説明したように、変調信号の振幅は変化させないよ
うにしている。
【００４３】本実施の形態によれば、半導体レーザの経
時変化を補正して、安定した光ファイバ出力が得られ
る。
時変化を補正して、安定した光ファイバ出力が得られ
る。
【００４４】また、外部変調器の消光比の変動を防止し
て、安定した消光比を得ることが可能となる。従って、
信頼性の高い光信号伝送を長期間維持することが可能と
なる。
て、安定した消光比を得ることが可能となる。従って、
信頼性の高い光信号伝送を長期間維持することが可能と
なる。
【００４５】次に、図５及び図６を用いて、本発明の他
の実施の形態による消光比の制御方法について説明す
る。図５は、本発明の他の実施の形態による消光比制御
の原理図であり、図６は、本発明の他の実施の形態によ
る半導体レーザモジュールの変調出力制御回路の回路図
である。
の実施の形態による消光比の制御方法について説明す
る。図５は、本発明の他の実施の形態による消光比制御
の原理図であり、図６は、本発明の他の実施の形態によ
る半導体レーザモジュールの変調出力制御回路の回路図
である。
【００４６】図５に示すように、外部変調器２４への印
加電圧（変調信号）と、外部変調器２４の光出力の関係
はなっており、初期の外部変調器は、実線Ａで示すよう
な、外部変調器２４への印加電圧に対する外部変調器２
４の光出力の関係がある。ここで、初期の外部変調器へ
の印加電圧を０Ｖ及び−Ｖ1Ｖのパルス状電圧とする。
印加電圧が０Ｖの時の、光出力は、Ｈであり、印加電圧
が−Ｖ1Ｖの時の、光出力は、Ｌとする。即ち、この時
の消光比は、Ｈ／Ｌである。
加電圧（変調信号）と、外部変調器２４の光出力の関係
はなっており、初期の外部変調器は、実線Ａで示すよう
な、外部変調器２４への印加電圧に対する外部変調器２
４の光出力の関係がある。ここで、初期の外部変調器へ
の印加電圧を０Ｖ及び−Ｖ1Ｖのパルス状電圧とする。
印加電圧が０Ｖの時の、光出力は、Ｈであり、印加電圧
が−Ｖ1Ｖの時の、光出力は、Ｌとする。即ち、この時
の消光比は、Ｈ／Ｌである。
【００４７】それに対して、外部変調器２４の光電界吸
収率（光透過率）が経時変化をすると、例えば、一点鎖
線Ｂで示す特性に変化する。なお、ここで、半導体レー
ザ２２の出力光は、一定になるように制御されているも
のとする。実線Ａの状態から一点鎖線Ｂの状態に変化し
たにも拘らず、外部変調器への印加電圧を０Ｖ及び−Ｖ
1Ｖのパルス状電圧としたままにすると、印加電圧０Ｖ
に対する光出力は、Ｈのままで変化しないが、印加電圧
−Ｖ1Ｖに対する光出力は、Ｌ1に増加する。従って、消
光比は、Ｈ／ＬからＨ／Ｌ1に低下することになる。
収率（光透過率）が経時変化をすると、例えば、一点鎖
線Ｂで示す特性に変化する。なお、ここで、半導体レー
ザ２２の出力光は、一定になるように制御されているも
のとする。実線Ａの状態から一点鎖線Ｂの状態に変化し
たにも拘らず、外部変調器への印加電圧を０Ｖ及び−Ｖ
1Ｖのパルス状電圧としたままにすると、印加電圧０Ｖ
に対する光出力は、Ｈのままで変化しないが、印加電圧
−Ｖ1Ｖに対する光出力は、Ｌ1に増加する。従って、消
光比は、Ｈ／ＬからＨ／Ｌ1に低下することになる。
【００４８】そこで、変調信号振幅Ｖwを変えるように
している。即ち、外部変調器への印加電圧を０／−Ｖ1
Ｖから、例えば、０／−Ｖ4Ｖに変える。これによって
振幅Ｖw（＝Ｖ1）は、振幅Ｖw’（＝Ｖ4）に増加する。
このようにして、外部変調器への印加電圧を０及び−Ｖ
4Ｖとした時の、印加電圧−Ｖ4Ｖに対する光出力を、Ｌ
とすると、消光比は、Ｈ／Ｌとなり、初期状態の消光比
Ｈ／Ｌに等しくなるように、外部変調器への印加電圧を
−Ｖ4Ｖを選択することにより、消光比の経時変化を補
正することができる。
している。即ち、外部変調器への印加電圧を０／−Ｖ1
Ｖから、例えば、０／−Ｖ4Ｖに変える。これによって
振幅Ｖw（＝Ｖ1）は、振幅Ｖw’（＝Ｖ4）に増加する。
このようにして、外部変調器への印加電圧を０及び−Ｖ
4Ｖとした時の、印加電圧−Ｖ4Ｖに対する光出力を、Ｌ
とすると、消光比は、Ｈ／Ｌとなり、初期状態の消光比
Ｈ／Ｌに等しくなるように、外部変調器への印加電圧を
−Ｖ4Ｖを選択することにより、消光比の経時変化を補
正することができる。
【００４９】以上のようにして、消光比の経時変化を補
正するための、回路構成について、図６を用いて説明す
る。
正するための、回路構成について、図６を用いて説明す
る。
【００５０】光出力制御回路２００’は、レーザ出力制
御回路２１０及び変調出力制御回路２２０’を有してお
り、レーザ出力制御回路２１０の構成及び動作は、図３
において説明したものと同一である。
御回路２１０及び変調出力制御回路２２０’を有してお
り、レーザ出力制御回路２１０の構成及び動作は、図３
において説明したものと同一である。
【００５１】光出力制御回路２００’の中の変調出力制
御回路２２０’は、光電流最大値検出回路２２２と光電
流最小値検出回路２２４を有している。光電流最大値検
出回路２２２及び光電流最小値検出回路２２４は、それ
ぞれ、終端抵抗２６に接続されており、光電流の最大値
及び最小値を検出する。光電流最大値検出回路２２２及
び光電流最小値検出回路２２４の出力は、比演算回路２
２６に接続され、光電流の最大値ｍａｘ及び最小値ｍｉ
ｎの比（ｍａｘ／ｍｉｎ）を演算する。
御回路２２０’は、光電流最大値検出回路２２２と光電
流最小値検出回路２２４を有している。光電流最大値検
出回路２２２及び光電流最小値検出回路２２４は、それ
ぞれ、終端抵抗２６に接続されており、光電流の最大値
及び最小値を検出する。光電流最大値検出回路２２２及
び光電流最小値検出回路２２４の出力は、比演算回路２
２６に接続され、光電流の最大値ｍａｘ及び最小値ｍｉ
ｎの比（ｍａｘ／ｍｉｎ）を演算する。
【００５２】前述したように、光出力が論理”１”レベ
ルの時は、光電流は少なく、論理”０”レベルの時、光
電流は増加するので、比演算回路２２６が求める比（ｍ
ａｘ／ｍｉｎ）は、図５を用いて説明した消光比Ｈ／Ｌ
と逆の関係になるが、比（ｍａｘ／ｍｉｎ）によって
も、実質的に消光比相当の数値を求めることができる。
比演算回路２２６に接続された振幅制御回路２２９は、
この求めた消光比が一定になるように、外部変調器２４
への印加電圧を制御すべく、変調回路１２０が出力する
変調信号の振幅を変化させる。
ルの時は、光電流は少なく、論理”０”レベルの時、光
電流は増加するので、比演算回路２２６が求める比（ｍ
ａｘ／ｍｉｎ）は、図５を用いて説明した消光比Ｈ／Ｌ
と逆の関係になるが、比（ｍａｘ／ｍｉｎ）によって
も、実質的に消光比相当の数値を求めることができる。
比演算回路２２６に接続された振幅制御回路２２９は、
この求めた消光比が一定になるように、外部変調器２４
への印加電圧を制御すべく、変調回路１２０が出力する
変調信号の振幅を変化させる。
【００５３】本実施の形態によれば、外部変調器の消光
比の変動を防止して、安定した消光比を得ることが可能
となる。従って、信頼性の高い光信号伝送を長期間維持
することが可能となる。
比の変動を防止して、安定した消光比を得ることが可能
となる。従って、信頼性の高い光信号伝送を長期間維持
することが可能となる。
【００５４】なお、以上の説明では、消光比を一定にな
るように制御する方法として、変調信号の平均値を制御
する方法と、変調信号の振幅を制御する方法について説
明したが、変調信号制御回路としてμ−ＣＰＵを利用す
ることにより、両者の方法、即ち、変調信号の平均値を
制御する方法と変調信号の振幅を制御する方法を、検出
した消光比に応じて、複合的に制御するようにしてもよ
い。かかる方法を用いることにより、きめ細かい制御を
行うことが可能となる。
るように制御する方法として、変調信号の平均値を制御
する方法と、変調信号の振幅を制御する方法について説
明したが、変調信号制御回路としてμ−ＣＰＵを利用す
ることにより、両者の方法、即ち、変調信号の平均値を
制御する方法と変調信号の振幅を制御する方法を、検出
した消光比に応じて、複合的に制御するようにしてもよ
い。かかる方法を用いることにより、きめ細かい制御を
行うことが可能となる。
【００５５】次に、図７を用いて、本発明のその他の実
施の形態による光通信システムについて説明する。図７
は、本発明のその他の実施の形態による光通信システム
の構成図である。
施の形態による光通信システムについて説明する。図７
は、本発明のその他の実施の形態による光通信システム
の構成図である。
【００５６】光送信器３００は、その内部に、半導体レ
ーザモジュール３１０を有している。半導体レーザモジ
ュール３１０の構成は、図１乃至図３若しくは図６にお
いて説明したとおりである。
ーザモジュール３１０を有している。半導体レーザモジ
ュール３１０の構成は、図１乃至図３若しくは図６にお
いて説明したとおりである。
【００５７】光送信器３００には、光ファイバ４００を
介して、光増幅器４１０が接続されている。光送信器３
００からの光出力は、光増幅器４１０で増幅される。増
幅された光信号は、光ファイバ４００を介して、送信局
４２０に送られる。送信局４２０からは、さらに、光フ
ァイバ４００を介して、中継局４３０，受信局４４０に
接続されており、送信局４２０から出力される光信号
を、受信局４４０に伝送する。
介して、光増幅器４１０が接続されている。光送信器３
００からの光出力は、光増幅器４１０で増幅される。増
幅された光信号は、光ファイバ４００を介して、送信局
４２０に送られる。送信局４２０からは、さらに、光フ
ァイバ４００を介して、中継局４３０，受信局４４０に
接続されており、送信局４２０から出力される光信号
を、受信局４４０に伝送する。
【００５８】ここで、光送信器３００の内部に使用する
半導体レーザモジュール３１０は、図１乃至図３若しく
は図６において説明した構成を有する。従って、変調方
式として、外部変調器による外部変調方式を使用するた
め、直接変調方式に比べて、伝送距離を長くすることが
できる。また、半導体レーザの経時変化や外部変調器の
経時変化をも補正して、半導体レーザモジュールを駆動
できるため、長期間に亘って、安定した光通信を行うこ
とが可能となる。
半導体レーザモジュール３１０は、図１乃至図３若しく
は図６において説明した構成を有する。従って、変調方
式として、外部変調器による外部変調方式を使用するた
め、直接変調方式に比べて、伝送距離を長くすることが
できる。また、半導体レーザの経時変化や外部変調器の
経時変化をも補正して、半導体レーザモジュールを駆動
できるため、長期間に亘って、安定した光通信を行うこ
とが可能となる。
【００５９】なお、図７において説明した光通信システ
ムの構成は、この図示した構成に限られものでなく、図
７に示した例は、光通信システムの一例である。
ムの構成は、この図示した構成に限られものでなく、図
７に示した例は、光通信システムの一例である。
【００６０】本発明においては、図１乃至図３若しくは
図６に示した半導体レーザモジュールを光送信器の発光
素子モジュールとして使用し、それを光通信システムに
使用するものであり、光通信システムの構成について
は、問わないものである。
図６に示した半導体レーザモジュールを光送信器の発光
素子モジュールとして使用し、それを光通信システムに
使用するものであり、光通信システムの構成について
は、問わないものである。
【００６１】本実施の形態によれば、光通信システムに
おける経時変化を補正して、長期間安定した光通信を可
能とする。
おける経時変化を補正して、長期間安定した光通信を可
能とする。
【００６２】
【発明の効果】本発明によれば、電解吸収型外部変調器
を集積した半導体レーザ素子を光源とした半導体レーザ
モジュールにおける半導体レーザの経時変化を補正し
て、安定した光ファイバ出力の得ることが可能となる。
を集積した半導体レーザ素子を光源とした半導体レーザ
モジュールにおける半導体レーザの経時変化を補正し
て、安定した光ファイバ出力の得ることが可能となる。
【００６３】また、本発明によれば、電解吸収型外部変
調器の経時変化による消光比の変動を防止して、Ｓ／Ｎ
比を安定にすることが可能となる。
調器の経時変化による消光比の変動を防止して、Ｓ／Ｎ
比を安定にすることが可能となる。
【００６４】また、さらに、半導体レーザモジュールを
用いた光通信システムにおいて、光ファイバ出力が長期
間安定に保てるものとなる。
用いた光通信システムにおいて、光ファイバ出力が長期
間安定に保てるものとなる。
【００６５】
【図１】本発明の一実施の形態による半導体レーザモジ
ュールの部分断面の平面図である。
ュールの部分断面の平面図である。
【図２】図１の側断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態による半導体レーザモジ
ュールの制御回路図である。
ュールの制御回路図である。
【図４】本発明の一実施の形態による半導体レーザモジ
ュールの変調信号の制御の説明図である。
ュールの変調信号の制御の説明図である。
【図５】本発明の他の実施の形態による半導体レーザモ
ジュールの変調信号の制御の説明図である。
ジュールの変調信号の制御の説明図である。
【図６】本発明の他の実施の形態による半導体レーザモ
ジュールの制御回路図である。
ジュールの制御回路図である。
【図７】本発明のその他の実施の形態による半導体レー
ザモジュールを用いた光通信システムの構成図である。
ザモジュールを用いた光通信システムの構成図である。
１０…ステム ２０…電界吸収型外部変調器集積半導体レーザ素子 ２２…半導体レーザ ２４…電界吸収型外部変調器 ２６…終端抵抗 ３０…第１レンズ ４０…温度検出素子 ５０…電子冷却素子 ５０Ｈ…電子冷却素子高温部 ５０Ｌ…電子冷却素子低温部 ６０…パッケージ ７０…レンズホルダ ７２…光アイソレータ ７４…集束型屈折率分布円柱レンズ ８０…光ファイバホルダ ８２…光ファイバ ９０…ピン １００…温度制御回路 １１０…レーザ駆動回路 １２０…変調回路 ２００，２００’…光出力制御回路 ２１０…レーザー出力制御回路 ２１２…平均電流検出回路 ２１４…駆動電流制御回路 ２２０…変調出力制御回路 ２２２…光電流最大値検出回路 ２２４…光電流最小値検出回路 ２２６…比演算回路 ２２８…平均値制御回路 ２２９…振幅制御回路 ３００…光送信器 ３１０…半導体レーザモジュール ４００…光ファイバ ４１０…光増幅器 ４２０…送信局 ４３０…中継局 ４４０…受信局
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体レーザ素子と、 この半導体レーザ素子と集積され、半導体レーザ素子か
らの出力光を強度変調する電界吸収型外部変調器とを有
する半導体レーザモジュールにおいて、 上記電界吸収型外部変調器を流れる光電流の最大値及び
最小値を検出し、この最大値及び最小値の比が所定の値
になるように、上記電界吸収型外部変調器に与える変調
信号を制御して、上記電界吸収型外部変調器の出力光の
消光比が一定になるように制御する変調出力制御手段と
を備えたことを特徴とする半導体レーザモジュール。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体レーザモジュール
において、 上記変調出力制御手段は、上記光電流の最大値及び最小
値の比が所定の値になるように、上記電界吸収型外部変
調器に与える変調信号の平均値を制御することを特徴と
する半導体レーザモジュール。 - 【請求項３】 請求項１記載の半導体レーザモジュール
において、 上記変調出力制御手段は、上記光電流の最大値及び最小
値の比が所定の値になるように、上記電界吸収型外部変
調器に与える変調信号の振幅を制御することを特徴とす
る半導体レーザモジュール。 - 【請求項４】 半導体レーザ素子と、 この半導体レーザ素子と集積され、半導体レーザ素子か
らの出力光を強度変調する電界吸収型外部変調器と、 光ファイバーと、 上記電界吸収型外部変調器と上記光ファイバーを光結合
する光学系と、 上記半導体レーザ素子と上記電界吸収型外部変調器と上
記光ファイバー及び上記光学系を光結合状態を保って固
定収納するとともに、気密封止端子を有するパッケージ
とを有する半導体レーザモジュールにおいて、 上記半導体レーザの温度を検出する温度検出手段と、 この温度検出手段により検出された温度信号に基づいて
上記半導体レーザの温度を一定に制御する電子冷却手段
と、 上記電界吸収型外部変調器を流れる光電流の平均値を検
出し、この平均値が所定値となるように、上記半導体レ
ーザ素子を駆動する駆動電流を制御して上記半導体レー
ザ素子の光ファイバ出力が一定になるように制御するレ
ーザ出力制御手段とを備えたことを特徴とする半導体レ
ーザモジュール。 - 【請求項５】 半導体レーザ素子を有する半導体レーザ
モジュールからの出力光を光ファイバを用いて伝送する
半導体レーザモジュールを用いた光通信システムにおい
て、 上記半導体レーザモジュールは、上記半導体レーザ素子
と集積され、半導体レーザ素子からの出力光を強度変調
する電界吸収型外部変調器と、 この電界吸収型外部変調器を流れる光電流の平均値を検
出し、この平均値が所定値となるように、上記半導体レ
ーザ素子を駆動する駆動電流を制御して上記半導体レー
ザ素子の光ファイバ出力が一定になるように制御する光
ファイバ出力制御手段とを備えたことを特徴とする半導
体レーザモジュールを用いた光通信システム。 - 【請求項６】 請求項５記載の半導体レーザモジュール
を用いた光通信システムにおいて、さらに、 上記電界吸収型外部変調器を流れる光電流の最大値及び
最小値を検出し、この最大値及び最小値の比が所定の値
になるように、上記電界吸収型外部変調器に与える変調
信号を制御して、上記電界吸収型外部変調器の出力光の
消光比が一定になるように制御する変調出力制御手段と
を備えたことを特徴とする半導体レーザモジュールを用
いた光通信システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30897795A JP3853411B2 (ja) | 1995-11-28 | 1995-11-28 | 半導体レーザモジュール及び半導体レーザモジュールを用いた光通信システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30897795A JP3853411B2 (ja) | 1995-11-28 | 1995-11-28 | 半導体レーザモジュール及び半導体レーザモジュールを用いた光通信システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09146055A true JPH09146055A (ja) | 1997-06-06 |
| JP3853411B2 JP3853411B2 (ja) | 2006-12-06 |
Family
ID=17987492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30897795A Expired - Fee Related JP3853411B2 (ja) | 1995-11-28 | 1995-11-28 | 半導体レーザモジュール及び半導体レーザモジュールを用いた光通信システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3853411B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000208859A (ja) * | 1999-01-13 | 2000-07-28 | Hitachi Ltd | 光伝送装置 |
| EP1316838A1 (en) * | 2001-12-03 | 2003-06-04 | Agilent Technologies, Inc. (a Delaware corporation) | Semiconductor optical modulator |
| JP2005236209A (ja) * | 2004-02-23 | 2005-09-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | レーザー光源 |
| JP2007109765A (ja) * | 2005-10-12 | 2007-04-26 | Opnext Japan Inc | 波長可変光送信器および光送受信器 |
| WO2008126276A1 (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-23 | Fujitsu Limited | 光送信装置およびその制御方法 |
| JP2017219686A (ja) * | 2016-06-07 | 2017-12-14 | 日本オクラロ株式会社 | 光送信機及び光送信機の制御信号生成方法 |
-
1995
- 1995-11-28 JP JP30897795A patent/JP3853411B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000208859A (ja) * | 1999-01-13 | 2000-07-28 | Hitachi Ltd | 光伝送装置 |
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| US6717709B2 (en) | 2001-12-03 | 2004-04-06 | Agilent Technologies, Inc. | Semiconductor optical modulator |
| JP2005236209A (ja) * | 2004-02-23 | 2005-09-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | レーザー光源 |
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| WO2008126276A1 (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-23 | Fujitsu Limited | 光送信装置およびその制御方法 |
| US8249465B2 (en) | 2007-03-30 | 2012-08-21 | Fujitsu Limited | Light transmitting apparatus and method for controlling the same |
| JP5029689B2 (ja) * | 2007-03-30 | 2012-09-19 | 富士通株式会社 | 光送信装置およびその制御方法 |
| JP2017219686A (ja) * | 2016-06-07 | 2017-12-14 | 日本オクラロ株式会社 | 光送信機及び光送信機の制御信号生成方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3853411B2 (ja) | 2006-12-06 |
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