光送信モジュール
【課題】チャネル数が制限されることなく、省電力化が可能な光送信モジュールを提供する。
【解決手段】複数の波長の光信号を出力する光送信モジュール（１００）において、複数のレーザダイオード（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）は、直列に接続される。第１の電流調整回路（１５０）は、複数のレーザダイオード（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）のアノード側に接続される電源（１０）に直列に接続され、電源（１０）からの電流を調整する。第２の電流調整回路（１９５）は、複数のレーザダイオード（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）の各々に並列に接続され、第１の電流調整回路（１５０）により調整された電流のうち複数のレーザダイオード（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）の各々に流れる電流を調整する。
【解決手段】複数の波長の光信号を出力する光送信モジュール（１００）において、複数のレーザダイオード（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）は、直列に接続される。第１の電流調整回路（１５０）は、複数のレーザダイオード（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）のアノード側に接続される電源（１０）に直列に接続され、電源（１０）からの電流を調整する。第２の電流調整回路（１９５）は、複数のレーザダイオード（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）の各々に並列に接続され、第１の電流調整回路（１５０）により調整された電流のうち複数のレーザダイオード（Ｃｈ１〜Ｃｈ４）の各々に流れる電流を調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光伝送に用いられる光送受信モジュールの小型化とデータ伝送量の大容量化との両立を図る技術が種々検討されている。例えば、特許文献１には、レーザダイオードの両端に差動型電流スイッチを接続することによって、簡易な実装によって消費電力を抑える光送信モジュールが記載されている。
【０００３】
また、データ伝送量を大容量化する技術としては、互いに波長の異なる複数の光チャネルを多重化して伝送するＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing：波長分割多重）技術が知られている。例えば、波長１３００ｎｍ前後の４つの光チャネルを多重化することによって、１つの光送受信モジュールにおいて、４０Ｇｂｉｔ／ｓの伝送速度を実現する４０ＧＢＡＳＥ−ＬＲ４や、１００Ｇｂｉｔ／ｓの伝送速度を実現する１００ＧＢＡＳＥ−ＬＲ４の規格に準拠した光送受信モジュール（ＣＦＰ：100Gbit/s and 40Gbit/s Form-factor Pluggable)が知られている。
【０００４】
光チャネルを多重化するためには、各レーザダイオード毎に電源が必要になるため、消費電力が増大する問題がある。このため、２つのレーザダイオードを直列（カスケード）に接続することによって、光送信モジュールが消費する電力のうち、レーザダイオードを発光させるために必要な電力以外の余分な電力を抑える技術が知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１９３４８９号公報
【特許文献２】特開２００６−２４６３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２の技術においては、２つのレーザダイオードを直列に接続することを前提としており、２つのレーザダイオードが１つの構成単位となるため、レーザダイオードの数を偶数にしなければならない。即ち、特許文献２の技術においては、光送信モジュールにおいて消費電力を抑えるためには、チャネル数が制限される問題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、チャネル数が制限されることなく、省電力化が可能な光送信モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明に係る光送信モジュールは、複数の波長の光信号を出力する光送信モジュールにおいて、直列に接続された複数のレーザダイオードと、前記複数のレーザダイオードのアノード側に接続される電源に直列に接続され、前記電源からの電流を調整する第１の電流調整回路と、前記複数のレーザダイオードの各々に並列に接続され、前記第１の電流調整回路により調整された電流のうち前記複数のレーザダイオードの各々に流れる電流を調整する第２の電流調整回路と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の一態様によれば、前記光送信モジュールは、前記複数のレーザダイオードの各々の両端に接続されたインダクタを更に含み、前記インダクタは、前記第２の電流調整回路に並列に接続される、ことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の一態様によれば、前記光送信モジュールは、前記複数のレーザダイオードの各々に並列に接続された変調回路と、前記変調回路と前記複数のレーザダイオードの各々との間に接続されたキャパシタと、を更に含むことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の一態様によれば、前記光送信モジュールは、前記複数のレーザダイオードの各々に並列に接続された変調回路と、前記変調回路と前記複数のレーザダイオードの各々との間に接続された抵抗と、を更に含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、チャネル数が制限されることなく、省電力化が可能な光送信モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ＷＤＭを用いた光送受信モジュールの一例を示すブロック図である。
【図２】光送信モジュールの構成の一例を示す図である。
【図３】電気信号が変調される様子を示す波形図である。
【図４】変形例における光送信モジュールの構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［実施形態］
以下、本発明に係る実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
［光送受信モジュールの全体構成］
図１は、ＷＤＭを用いた光送受信モジュールの一例を示すブロック図である。図１に示すように、光送受信モジュール１は、複数の波長の光信号を出力する光送信モジュール１００と、複数の波長の光信号が入力される光受信モジュール２００と、を含んで構成される。光送信モジュール１００には、例えば、ｎ（ｎは自然数。例えば、ｎ＝４又は１０）ｃｈの電気信号が入力される。
【００１６】
光送信モジュール１００においては、例えば、マルチプレクサ１１０により複数の電気信号（ｎｃｈの電気信号）がまとめられて１つの信号が出力される。当該出力された電気信号は、レーザドライバ１２１〜１２４を介して、ＴＯＳＡ（Transmitter Optical Sub-Assembly）１３１〜１３４によって、ｋ（ｋは正数。例えば、ｋ＝２５）Ｇｂｉｔ／ｓの電気−光信号変換が行われる。ＴＯＳＡ１３１〜１３４は、例えば、互いに異なる波長λ１〜λ４の光を発光するためのレーザダイオードを含んでなる。ＴＯＳＡ１３１〜１３４の各々により変換された光信号は、光合波器１４０により多重化されて送信される。
【００１７】
一方、光受信モジュール２００においては、多重化された光信号が入力される。当該光信号は、光分波器２１０により波長λ１〜λ４の光信号に分波される。当該分波された光信号は、それぞれ、ＲＯＳＡ（Receiver Optical Sub-Assembly）２２１〜２２３によって、光−電気信号変換が行われる。変換された電気信号は、デマルチプレクサ２３０によって、ｎｃｈの電気信号に分配される。
【００１８】
なお、ＴＯＳＡ１３１〜１３４及びＲＯＳＡ２２１〜２２３は、それぞれ別の基板に備えられていてもよいし、集積化されていてもよい。例えば、電気−光信号変換又は光−電気信号変換を行う素子を集積化することによって、データ伝送量の大容量化と光送受信モジュール１の小型化の両立を図りつつ、光送受信モジュール１の構成を簡素化することができる。
【００１９】
［光送信モジュールの詳細構成］
図２は、光送信モジュール１００の構成の一例を示す図である。ここでは、光送信モジュール１００のうち、ＴＯＳＡ１３１〜１３４に含まれるレーザダイオードを発光させるための回路について説明する。なお、本実施形態においては、当該回路が直接変調型で構成され、光送受信モジュール１により用いられる光チャネル数が４つである場合を説明するが、光送受信モジュール１の構成はこれに限られない。
【００２０】
図２に示すように、光送信モジュール１００は、直列に接続された複数のレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４を含んで構成される。本実施形態においては、光チャネル数が４つであるので、それぞれ波長の異なる４個のレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４が配置される。即ち、光チャネル数に対応する数のレーザダイオードが配置される。例えば、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４は、それぞれ波長λ１〜λ４の光を発光する。
【００２１】
レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４のうち一のレーザダイオードのカソード（陰極）は、他のレーザダイオードのアノード（陽極）に接続され、アノードとカソードとが直列に接続されている。つまり、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の順方向バイアスが同じ向きになるように、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４が直列に接続される。
【００２２】
また、光送信モジュール１００は、複数のレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４のアノード側に接続される電源１０に直列に接続され、電源１０からの電流（全体レーザバイアス電流Ｉ０）を調整する全体電流調整回路１５０（第１の電流調整回路）を含んで構成される。別の言い方をすれば、複数のレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４のうち、アノードが他のレーザダイオードのカソードに接続されていないレーザダイオードのアノード側に、電源１０が接続される。全体電流調整回路１５０は、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４と直列に接続されることになる。全体レーザバイアス電流Ｉ０は、電源１０から複数のレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の全体に対して流れる電流である。
【００２３】
例えば、全体電流調整回路１５０は、直列に接続されたレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の一端のアノード（例えば、レーザダイオードＣｈ１のアノード。即ち、他のレーザダイオードが接続されていない側のアノード）に直列に接続される。また例えば、直列に接続されたレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の他端のカソード（例えば、レーザダイオードＣｈ４のカソード。即ち、他のレーザダイオードが接続されていない側のカソード）は、グランドＧＮＤに接続される。
【００２４】
なお、光送信モジュール１００の構成は、図２の例に限られない。他にも例えば、全体電流調整回路１５０は、電源１０側ではなく、グランドＧＮＤ側に接続されていてもよい。即ち、全体電流調整回路１５０は、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４のアノード側でなく、カソード側に接続されていてもよい。したがって、全体電流調整回路１５０は、電源１０とレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４との間に配置されていてもよいし、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４とグランドＧＮＤとの間に配置されていてもよい。
【００２５】
また、光送信モジュール１００は、複数のレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の各々に並列に接続された変調回路（例えば、レーザドライバ１２１〜１２４）を含んで構成される。
【００２６】
図３は、電気信号が変調される様子を示す波形図である。図３に示すように、レーザドライバ１２１〜１２４の入力波形の振幅ＩｍｏｄとレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の定電流（定電流開始時間ｔ１〜ｔ４以降の電流）とが加算されることによって、各光チャネルにおける変調後の波形を得ることができる。
【００２７】
図２に戻り、本実施形態においては、各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４と各レーザドライバ１２１〜１２４との間には、キャパシタ１６１ａ〜１６４ｂと抵抗１７１ａ〜１７４ｂとが直列に接続される場合を説明する。別の言い方をすれば、各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４のアノードとカソードの各々が、キャパシタ１６１ａ〜１６４ｂと抵抗１７１ａ〜１７４ｂを介して変調回路に接続される。
【００２８】
キャパシタ１６１ａ〜１６４ｂがレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４とレーザドライバ１２１〜１２４との間に接続されることによって、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４のアノード−カソード間にかかる電圧変化がキャパシタ１６１ａ〜１６４ｂによって吸収されるので、当該電圧変化によるレーザドライバ１２１〜１２４の出力端子へ悪影響（例えば、駆動電圧の不足）を防ぐことができる。
【００２９】
また、抵抗１７１ａ〜１７４ｂがレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４とレーザドライバ１２１〜１２４との間に接続されることによって、当該抵抗１７１ａ〜１７４ｂがダンピング又は終端の役割を果たすので、電流の反射を抑制し変調された光波形の形状を整えることができる。
【００３０】
また、光送信モジュール１００は、複数のレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の各々の両端に接続されたインダクタ１８１ａ〜１８４ｂを含んで構成される。つまり、各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４のアノード及びカソードの両ノードには、インダクタ１８１ａ〜１８４ｂが配置される。
【００３１】
インダクタ１８１ａ〜１８４ｂは、各レーザドライバ１２１〜１２４から入力される交流信号を振動させないようにすることによって、当該インダクタ１８１ａ〜１８４ｂに直接接続されているレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４以外の光チャネルへの信号漏洩や、自身の光チャネルのバイパス電流が流れる回路への信号漏洩を抑制することができる。
【００３２】
また、光送信モジュール１００は、複数のレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の各々に並列に接続され、全体電流調整回路１５０により調整された電流（全体レーザバイアス電流Ｉ０）のうち複数のレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の各々に流れる電流を調整するトランジスタ１９１〜１９４（第２の電流調整回路）を含んで構成される。なお、インダクタ１８１ａ〜１８４ｂは、トランジスタ１９１〜１９４に並列に接続される、
【００３３】
トランジスタ１９１〜１９４の各々は、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の各々と並列に接続される。トランジスタ１９１〜１９４に接続される光出力制御回路１９５は、当該トランジスタ１９１〜１９４に流れるバイパス電流ｉ１〜ｉ４を制御するために用いられる。例えば、光出力制御回路１９５は、各トランジスタ１９１〜１９４のエミッタ−ベース間の電圧を制御することによって、バイパス電流ｉ１〜ｉ４を制御する。
【００３４】
本実施形態の光送信モジュール１００は、トランジスタ１９１〜１９４に流れるバイパス電流ｉ１〜ｉ４が光出力制御回路１９５により制御されることによって、各光チャネルに対応するレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に流れるレーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４を調整することができる構成になっている。例えば、レーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４とバイパス電流ｉ１〜ｉ４とは、下記の式１の関係を有する。
Ｉ０＝Ｉ１＋ｉ１＝Ｉ２＋ｉ２＝Ｉ３＋ｉ３＝Ｉ４＋ｉ４・・・（式１）
【００３５】
［光出力設定方法］
次に、レーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４の調整方法について説明する。光送受信モジュール１が正確な光通信を行うためには、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の光出力が、予め種々の規格で規程された所定範囲内（例えば、−４．３ｄｂｍ〜＋４．５ｄｂｍ）に設定される必要がある。
【００３６】
レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４は、個々の特性を有するため、当該レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に流れる電流に対する発光強度（即ち、発光効率）にはばらつきがある。即ち、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に同じ値の電流を流したとしても、明るく発光するものもあれば暗く発光するものもある。そこで、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の個々の特性に合わせて、当該レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に流れる電流の調整が行われる。なお、以下説明する調整は、技師により行われてもよいし、マイコンによるソフトウェア処理によって行われてもよい。
【００３７】
まず、レーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４の全体の調整方法について説明する。
【００３８】
光出力制御回路１９５の制御により、トランジスタ１９１〜１９４のベース−エミッタ間の電圧がゼロに設定され、トランジスタ１９１〜１９４をオフの状態に設定する。トランジスタ１９１〜１９４がオフになっているので、バイパス電流ｉ１〜ｉ４はゼロになる。したがって、全体レーザバイアス電流Ｉ０と、各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に流れるレーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４と、が全て同じ値となるように設定される。
【００３９】
上記のようにトランジスタ１９１〜１９４をオフにした状態で、全体電流調整回路１５０に電流を印加させはじめると、各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４には、全体レーザバイアス電流Ｉ０が流れ始める。この状態で、技師又はマイコンが、全体電流調整回路１５０の出力を除々に上げることによって、全体レーザバイアス電流Ｉ０が除々に上がる。
【００４０】
各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に流れるレーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４（即ち、全体レーザバイアス電流Ｉ０と同値）が閾値電流を超えると、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４が発光し始める。先述のように、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の特性には個体差があるので、この閾値電流値にもばらつきがある。
【００４１】
本実施形態においては、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４のうち、最も発光効率の悪いレーザダイオード（例えば、レーザダイオードＣｈ１）の光出力が規程範囲の下限値（例えば、−４．３ｄｂｍ）以上になった場合、全体電流調整回路１５０の出力上昇が停止される。即ち、全体レーザバイアス電流Ｉ０が固定される。
【００４２】
なお、発光効率とは、レーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４に対する光出力の程度のことである。発光効率が最も悪いレーザダイオードの光出力が規定範囲の下限値を超えると、当該レーザダイオードよりも発光効率のよい他のレーザダイオードの光出力は、当然のことながら、規定範囲の下限値よりも大きくなっている。光出力が規定範囲の下限値を超えたか否かは、例えば、光送信モジュール１００に接続されるテスタ等によって検出される。
【００４３】
このように全体電流調整回路１５０の設定が行われることによって、最も少ない全体レーザバイアス電流Ｉ０で、全てのレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の光出力を規定範囲の下限値よりも大きくすることができる。なお、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の経年劣化等に起因する特性のために、消費電力に問題ない程度で、上記の電流値よりも少し多めの全体レーザバイアス電流Ｉ０を、全体電流調整回路１５０に設定しておいてもよい。
【００４４】
次に、レーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４の個別の調整方法について説明する。
【００４５】
上記のように全体電流調整回路１５０を設定すると、最も発光効率の悪いレーザダイオード以外のレーザダイオードの光出力が規格範囲の上限値（例えば、４．５ｄｂｍ）を超えている場合がある。この場合、当該上限値を超えている光出力が規格範囲内に収まるように、光出力制御回路１９５によってトランジスタ１９１〜１９４が制御される。
【００４６】
光出力制御回路１９５は、トランジスタ１９１〜１９４のうち、上限値を超えている光チャネルのレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４（例えば、レーザダイオードＣｈ４）に並列に接続されたトランジスタ（例えば、トランジスタ１９４）を制御する。光出力制御回路１９５は、トランジスタ１９１〜１９４のベース−エミッタ間の電圧を制御することによって、バイパス電流ｉ１〜ｉ４を増減させることができる。
【００４７】
式（１）に示されているように、光出力制御回路１９５がトランジスタ１９１〜１９４を制御してバイパス電流ｉ１〜ｉ４が増加するほど、レーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４を減少させることができる。レーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４が減少するとレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の光出力が少なくなるので、規格範囲の上限値を超えた光出力を規格範囲内に設定することが可能になる。
【００４８】
上記のように、本実施形態の光送受信モジュール１によれば、全体電流調整回路１５０が全体レーザバイアス電流Ｉ０を調整することによって、レーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４を大まかに調整し、光出力制御回路１９５がバイパス電流ｉ１〜ｉ４を調整することによって、レーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４を微調整することができる。また、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４を直列に接続する構成なので、チャネル数の制限なく実装することが可能になる。
【００４９】
また、従来技術のようなレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に個別に電源が接続されている構成では、各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の各々に電流調整回路が必要になるが、本実施形態の光送受信モジュール１は、電流調整回路を１つにまとめているので、必要な電圧を最小限にとどめることができ、省電力化が可能になる。
【００５０】
具体的には、例えば、３．３Ｖの電源が４つのレーザダイオードの各々に接続されている場合、各レーザダイオードに流れる電流を０．２（Ａ）とすると、３．３（Ｖ）＊０．２（Ａ）＊４＝２．６４（Ｗ）の電力が消費される。一方、本実施形態においては、各レーザダイオードにかかる電圧を１．５（Ｖ）とし、各レーザダイオードに流れる電流を０．２５（Ａ）とすると（例えば、発光効率が最も悪いレーザダイオードに流れる電流を０．２５（Ａ）、発光効率が最も良いレーザダイオードに流れる電流を０．２（Ａ）とする。）、最大でも、１．５（Ｖ）＊０．２５（Ａ）＊４＝１．５（Ｗ）の電力消費に抑えることができる。
【００５１】
なお、規格範囲の上限値を超えた光出力をするレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４以外のレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４を調整する場合も、上記と同様の処理が行われる。即ち、光出力制御回路１９５がトランジスタ１９１〜１９４を制御することによって、バイパス電流ｉ１〜ｉ４を変化させ、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に流れるレーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４を制御することができる。例えば、全てのレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の光出力が規格範囲の下限値に近づくように、レーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４が調整されるようにしてもよい。
【００５２】
［光出力断機能］
次に、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の光出力断機能について説明する。一般的な光送受信モジュールにおいては、主に安全性等の目的のために、全光チャネルの光出力断機能を有することが要求されている。また、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の個別の発光試験等の各種試験の目的で、各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４についての個別の光出力断機能を持つことも要求される。
【００５３】
例えば、各レーザドライバ１２１〜１２４の出力を断とすることによって、又は、全体電流調整回路１５０を断とすることによって、各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に流れる電流をゼロとすることできるので、全光チャネルの光出力断機能を実現することができる。ただし、この方法では、全てのレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に流れる電流がゼロになるので、個別のレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の光出力を断とすることはできない。
【００５４】
本実施形態の光送信モジュール１００においては、光出力制御回路１９５がトランジスタ１９１〜１９４を制御することによって、個別のレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の光出力を断とすることができる。ここでは一例として、レーザダイオードＣｈ１のみ、光出力断とする場合を例に挙げて説明する。
【００５５】
まず、光出力断とするレーザダイオードＣｈ１に対応するレーザドライバ１２１の出力を断とする。そして、光出力制御回路１９５により、レーザダイオードＣｈ１に対応するトランジスタ１９１を完全にオンの設定とする。これにより、トランジスタ１９１は、略短絡された状態となるので、レーザダイオードＣｈ１のレーザバイアス電流Ｉ１をゼロにして、全体レーザバイアス電流Ｉ０の全てをバイパス電流ｉ１とすることができる。
【００５６】
即ち、レーザダイオードＣｈ１に流れる電流をゼロにすることができ、レーザダイオードＣｈ１の光出力断機能を実現することができる。他のレーザダイオードについても同様に、光出力断にしたレーザダイオードに並列に接続されているトランジスタを完全にオンの設定にすることによって、個別の光出力断機能を実現することができる。
【００５７】
［変形例］
なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、光送信モジュール１００の構成は、実施形態１の例に限られず他の変調器を用いることによって実現されるようにしてもよい。
【００５８】
図４は、変形例における光送信モジュール１００の構成の一例を示す図である。図４に示す例では、光送信モジュール１００が、電界吸収型の変調器により実現される場合を説明する。変形例の光送信モジュール１００においては、各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４は、レーザドライバ１２１〜１２４と直接的に接続されないため、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に流れる電流は、直流電流成分のみであり変調信号成分は流れない。レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４は、それぞれ定常出力光で発光することになる。
【００５９】
電界吸収型変調器３０１〜３０４は、当該電界吸収型変調器３０１〜３０４に入力される変調電気信号に応じて定常出力光を部分的に吸収することによって、変調成分を持った光信号を生成する素子である。
【００６０】
本変形例における全体電流調整回路１５０の設定方法は、実施形態と同様である。即ち、全体バイアス電流Ｉ０を制御する全体電流調整回路１５０は、各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に流れるレーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４による光出力が所定範囲の下限値を上回るように設定される。
【００６１】
また、トランジスタ１９１〜１９４は、実施形態と同様に、光出力制御回路１９５の制御によって、各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に流れるレーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４を適正なものに調整するために使用される。
【００６２】
本変形例においては、先述したように、各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４には直流電流のみが流れるため、変量電流が不要になる。したがって、図２に示す実施形態の構成と比較すると、変調信号の経路が各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に接続されていない。また変調信号の他回路への影響を与えないようあるいは変調信号自身の劣化を抑えるために各レーザダイオードのアノード及びカソードに接続されていたインダクタも不要になる。
【００６３】
なお、光送信モジュール１００は、実施形態及び上記変形例の変調器以外にも、種々の変調器によって実現されるようにしてもよく、他にも例えば、マッハツェンダー変調器により光送信モジュール１００が実現されるようにしてもよい。
【００６４】
また、全体電流調整回路１５０としては、公知の種々の電流調整回路が適用可能である。例えば、全体電流調整回路１５０は、トランジスタや３端子レギュレータを含んで構成されるようにしてもよい。同様に、光出力制御回路１９５としては、公知の種々のトランジスタ制御回路が適用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 光送受信モジュール、１０ 電源、１００ 光送信モジュール、１１０ マルチプレクサ、１２１，１２２，１２３，１２４ レーザドライバ、１３１，１３２，１３３，１３４ ＴＯＳＡ、１４０ 光合波器、１５０ 全体電流調整回路、１６１ａ，１６１ｂ，１６２ａ，１６２ｂ，１６３ａ，１６３ｂ，１６４ａ，１６４ｂ キャパシタ、１７１ａ，１７１ｂ，１７２ａ，１７２ｂ，１７３ａ，１７３ｂ，１７４ａ，１７４ｂ 抵抗、１８１ａ，１８１ｂ，１８２ａ，１８２ｂ，１８３ａ，１８３ｂ，１８４ａ，１８４ｂ インダクタ、１９１，１９２，１９３，１９４ トランジスタ、１９５ 光出力制御回路、２００ 光受信モジュール、２１０ 光分波器、２２１，２２２，２２３，２２４ ＲＯＳＡ、２３０ デマルチプレクサ、３０１，３０２，３０３，３０４ 電界吸収型変調器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光伝送に用いられる光送受信モジュールの小型化とデータ伝送量の大容量化との両立を図る技術が種々検討されている。例えば、特許文献１には、レーザダイオードの両端に差動型電流スイッチを接続することによって、簡易な実装によって消費電力を抑える光送信モジュールが記載されている。
【０００３】
また、データ伝送量を大容量化する技術としては、互いに波長の異なる複数の光チャネルを多重化して伝送するＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing：波長分割多重）技術が知られている。例えば、波長１３００ｎｍ前後の４つの光チャネルを多重化することによって、１つの光送受信モジュールにおいて、４０Ｇｂｉｔ／ｓの伝送速度を実現する４０ＧＢＡＳＥ−ＬＲ４や、１００Ｇｂｉｔ／ｓの伝送速度を実現する１００ＧＢＡＳＥ−ＬＲ４の規格に準拠した光送受信モジュール（ＣＦＰ：100Gbit/s and 40Gbit/s Form-factor Pluggable)が知られている。
【０００４】
光チャネルを多重化するためには、各レーザダイオード毎に電源が必要になるため、消費電力が増大する問題がある。このため、２つのレーザダイオードを直列（カスケード）に接続することによって、光送信モジュールが消費する電力のうち、レーザダイオードを発光させるために必要な電力以外の余分な電力を抑える技術が知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１９３４８９号公報
【特許文献２】特開２００６−２４６３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２の技術においては、２つのレーザダイオードを直列に接続することを前提としており、２つのレーザダイオードが１つの構成単位となるため、レーザダイオードの数を偶数にしなければならない。即ち、特許文献２の技術においては、光送信モジュールにおいて消費電力を抑えるためには、チャネル数が制限される問題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、チャネル数が制限されることなく、省電力化が可能な光送信モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明に係る光送信モジュールは、複数の波長の光信号を出力する光送信モジュールにおいて、直列に接続された複数のレーザダイオードと、前記複数のレーザダイオードのアノード側に接続される電源に直列に接続され、前記電源からの電流を調整する第１の電流調整回路と、前記複数のレーザダイオードの各々に並列に接続され、前記第１の電流調整回路により調整された電流のうち前記複数のレーザダイオードの各々に流れる電流を調整する第２の電流調整回路と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の一態様によれば、前記光送信モジュールは、前記複数のレーザダイオードの各々の両端に接続されたインダクタを更に含み、前記インダクタは、前記第２の電流調整回路に並列に接続される、ことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の一態様によれば、前記光送信モジュールは、前記複数のレーザダイオードの各々に並列に接続された変調回路と、前記変調回路と前記複数のレーザダイオードの各々との間に接続されたキャパシタと、を更に含むことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の一態様によれば、前記光送信モジュールは、前記複数のレーザダイオードの各々に並列に接続された変調回路と、前記変調回路と前記複数のレーザダイオードの各々との間に接続された抵抗と、を更に含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、チャネル数が制限されることなく、省電力化が可能な光送信モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ＷＤＭを用いた光送受信モジュールの一例を示すブロック図である。
【図２】光送信モジュールの構成の一例を示す図である。
【図３】電気信号が変調される様子を示す波形図である。
【図４】変形例における光送信モジュールの構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［実施形態］
以下、本発明に係る実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
［光送受信モジュールの全体構成］
図１は、ＷＤＭを用いた光送受信モジュールの一例を示すブロック図である。図１に示すように、光送受信モジュール１は、複数の波長の光信号を出力する光送信モジュール１００と、複数の波長の光信号が入力される光受信モジュール２００と、を含んで構成される。光送信モジュール１００には、例えば、ｎ（ｎは自然数。例えば、ｎ＝４又は１０）ｃｈの電気信号が入力される。
【００１６】
光送信モジュール１００においては、例えば、マルチプレクサ１１０により複数の電気信号（ｎｃｈの電気信号）がまとめられて１つの信号が出力される。当該出力された電気信号は、レーザドライバ１２１〜１２４を介して、ＴＯＳＡ（Transmitter Optical Sub-Assembly）１３１〜１３４によって、ｋ（ｋは正数。例えば、ｋ＝２５）Ｇｂｉｔ／ｓの電気−光信号変換が行われる。ＴＯＳＡ１３１〜１３４は、例えば、互いに異なる波長λ１〜λ４の光を発光するためのレーザダイオードを含んでなる。ＴＯＳＡ１３１〜１３４の各々により変換された光信号は、光合波器１４０により多重化されて送信される。
【００１７】
一方、光受信モジュール２００においては、多重化された光信号が入力される。当該光信号は、光分波器２１０により波長λ１〜λ４の光信号に分波される。当該分波された光信号は、それぞれ、ＲＯＳＡ（Receiver Optical Sub-Assembly）２２１〜２２３によって、光−電気信号変換が行われる。変換された電気信号は、デマルチプレクサ２３０によって、ｎｃｈの電気信号に分配される。
【００１８】
なお、ＴＯＳＡ１３１〜１３４及びＲＯＳＡ２２１〜２２３は、それぞれ別の基板に備えられていてもよいし、集積化されていてもよい。例えば、電気−光信号変換又は光−電気信号変換を行う素子を集積化することによって、データ伝送量の大容量化と光送受信モジュール１の小型化の両立を図りつつ、光送受信モジュール１の構成を簡素化することができる。
【００１９】
［光送信モジュールの詳細構成］
図２は、光送信モジュール１００の構成の一例を示す図である。ここでは、光送信モジュール１００のうち、ＴＯＳＡ１３１〜１３４に含まれるレーザダイオードを発光させるための回路について説明する。なお、本実施形態においては、当該回路が直接変調型で構成され、光送受信モジュール１により用いられる光チャネル数が４つである場合を説明するが、光送受信モジュール１の構成はこれに限られない。
【００２０】
図２に示すように、光送信モジュール１００は、直列に接続された複数のレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４を含んで構成される。本実施形態においては、光チャネル数が４つであるので、それぞれ波長の異なる４個のレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４が配置される。即ち、光チャネル数に対応する数のレーザダイオードが配置される。例えば、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４は、それぞれ波長λ１〜λ４の光を発光する。
【００２１】
レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４のうち一のレーザダイオードのカソード（陰極）は、他のレーザダイオードのアノード（陽極）に接続され、アノードとカソードとが直列に接続されている。つまり、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の順方向バイアスが同じ向きになるように、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４が直列に接続される。
【００２２】
また、光送信モジュール１００は、複数のレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４のアノード側に接続される電源１０に直列に接続され、電源１０からの電流（全体レーザバイアス電流Ｉ０）を調整する全体電流調整回路１５０（第１の電流調整回路）を含んで構成される。別の言い方をすれば、複数のレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４のうち、アノードが他のレーザダイオードのカソードに接続されていないレーザダイオードのアノード側に、電源１０が接続される。全体電流調整回路１５０は、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４と直列に接続されることになる。全体レーザバイアス電流Ｉ０は、電源１０から複数のレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の全体に対して流れる電流である。
【００２３】
例えば、全体電流調整回路１５０は、直列に接続されたレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の一端のアノード（例えば、レーザダイオードＣｈ１のアノード。即ち、他のレーザダイオードが接続されていない側のアノード）に直列に接続される。また例えば、直列に接続されたレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の他端のカソード（例えば、レーザダイオードＣｈ４のカソード。即ち、他のレーザダイオードが接続されていない側のカソード）は、グランドＧＮＤに接続される。
【００２４】
なお、光送信モジュール１００の構成は、図２の例に限られない。他にも例えば、全体電流調整回路１５０は、電源１０側ではなく、グランドＧＮＤ側に接続されていてもよい。即ち、全体電流調整回路１５０は、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４のアノード側でなく、カソード側に接続されていてもよい。したがって、全体電流調整回路１５０は、電源１０とレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４との間に配置されていてもよいし、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４とグランドＧＮＤとの間に配置されていてもよい。
【００２５】
また、光送信モジュール１００は、複数のレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の各々に並列に接続された変調回路（例えば、レーザドライバ１２１〜１２４）を含んで構成される。
【００２６】
図３は、電気信号が変調される様子を示す波形図である。図３に示すように、レーザドライバ１２１〜１２４の入力波形の振幅ＩｍｏｄとレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の定電流（定電流開始時間ｔ１〜ｔ４以降の電流）とが加算されることによって、各光チャネルにおける変調後の波形を得ることができる。
【００２７】
図２に戻り、本実施形態においては、各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４と各レーザドライバ１２１〜１２４との間には、キャパシタ１６１ａ〜１６４ｂと抵抗１７１ａ〜１７４ｂとが直列に接続される場合を説明する。別の言い方をすれば、各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４のアノードとカソードの各々が、キャパシタ１６１ａ〜１６４ｂと抵抗１７１ａ〜１７４ｂを介して変調回路に接続される。
【００２８】
キャパシタ１６１ａ〜１６４ｂがレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４とレーザドライバ１２１〜１２４との間に接続されることによって、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４のアノード−カソード間にかかる電圧変化がキャパシタ１６１ａ〜１６４ｂによって吸収されるので、当該電圧変化によるレーザドライバ１２１〜１２４の出力端子へ悪影響（例えば、駆動電圧の不足）を防ぐことができる。
【００２９】
また、抵抗１７１ａ〜１７４ｂがレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４とレーザドライバ１２１〜１２４との間に接続されることによって、当該抵抗１７１ａ〜１７４ｂがダンピング又は終端の役割を果たすので、電流の反射を抑制し変調された光波形の形状を整えることができる。
【００３０】
また、光送信モジュール１００は、複数のレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の各々の両端に接続されたインダクタ１８１ａ〜１８４ｂを含んで構成される。つまり、各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４のアノード及びカソードの両ノードには、インダクタ１８１ａ〜１８４ｂが配置される。
【００３１】
インダクタ１８１ａ〜１８４ｂは、各レーザドライバ１２１〜１２４から入力される交流信号を振動させないようにすることによって、当該インダクタ１８１ａ〜１８４ｂに直接接続されているレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４以外の光チャネルへの信号漏洩や、自身の光チャネルのバイパス電流が流れる回路への信号漏洩を抑制することができる。
【００３２】
また、光送信モジュール１００は、複数のレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の各々に並列に接続され、全体電流調整回路１５０により調整された電流（全体レーザバイアス電流Ｉ０）のうち複数のレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の各々に流れる電流を調整するトランジスタ１９１〜１９４（第２の電流調整回路）を含んで構成される。なお、インダクタ１８１ａ〜１８４ｂは、トランジスタ１９１〜１９４に並列に接続される、
【００３３】
トランジスタ１９１〜１９４の各々は、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の各々と並列に接続される。トランジスタ１９１〜１９４に接続される光出力制御回路１９５は、当該トランジスタ１９１〜１９４に流れるバイパス電流ｉ１〜ｉ４を制御するために用いられる。例えば、光出力制御回路１９５は、各トランジスタ１９１〜１９４のエミッタ−ベース間の電圧を制御することによって、バイパス電流ｉ１〜ｉ４を制御する。
【００３４】
本実施形態の光送信モジュール１００は、トランジスタ１９１〜１９４に流れるバイパス電流ｉ１〜ｉ４が光出力制御回路１９５により制御されることによって、各光チャネルに対応するレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に流れるレーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４を調整することができる構成になっている。例えば、レーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４とバイパス電流ｉ１〜ｉ４とは、下記の式１の関係を有する。
Ｉ０＝Ｉ１＋ｉ１＝Ｉ２＋ｉ２＝Ｉ３＋ｉ３＝Ｉ４＋ｉ４・・・（式１）
【００３５】
［光出力設定方法］
次に、レーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４の調整方法について説明する。光送受信モジュール１が正確な光通信を行うためには、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の光出力が、予め種々の規格で規程された所定範囲内（例えば、−４．３ｄｂｍ〜＋４．５ｄｂｍ）に設定される必要がある。
【００３６】
レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４は、個々の特性を有するため、当該レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に流れる電流に対する発光強度（即ち、発光効率）にはばらつきがある。即ち、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に同じ値の電流を流したとしても、明るく発光するものもあれば暗く発光するものもある。そこで、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の個々の特性に合わせて、当該レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に流れる電流の調整が行われる。なお、以下説明する調整は、技師により行われてもよいし、マイコンによるソフトウェア処理によって行われてもよい。
【００３７】
まず、レーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４の全体の調整方法について説明する。
【００３８】
光出力制御回路１９５の制御により、トランジスタ１９１〜１９４のベース−エミッタ間の電圧がゼロに設定され、トランジスタ１９１〜１９４をオフの状態に設定する。トランジスタ１９１〜１９４がオフになっているので、バイパス電流ｉ１〜ｉ４はゼロになる。したがって、全体レーザバイアス電流Ｉ０と、各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に流れるレーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４と、が全て同じ値となるように設定される。
【００３９】
上記のようにトランジスタ１９１〜１９４をオフにした状態で、全体電流調整回路１５０に電流を印加させはじめると、各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４には、全体レーザバイアス電流Ｉ０が流れ始める。この状態で、技師又はマイコンが、全体電流調整回路１５０の出力を除々に上げることによって、全体レーザバイアス電流Ｉ０が除々に上がる。
【００４０】
各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に流れるレーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４（即ち、全体レーザバイアス電流Ｉ０と同値）が閾値電流を超えると、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４が発光し始める。先述のように、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の特性には個体差があるので、この閾値電流値にもばらつきがある。
【００４１】
本実施形態においては、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４のうち、最も発光効率の悪いレーザダイオード（例えば、レーザダイオードＣｈ１）の光出力が規程範囲の下限値（例えば、−４．３ｄｂｍ）以上になった場合、全体電流調整回路１５０の出力上昇が停止される。即ち、全体レーザバイアス電流Ｉ０が固定される。
【００４２】
なお、発光効率とは、レーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４に対する光出力の程度のことである。発光効率が最も悪いレーザダイオードの光出力が規定範囲の下限値を超えると、当該レーザダイオードよりも発光効率のよい他のレーザダイオードの光出力は、当然のことながら、規定範囲の下限値よりも大きくなっている。光出力が規定範囲の下限値を超えたか否かは、例えば、光送信モジュール１００に接続されるテスタ等によって検出される。
【００４３】
このように全体電流調整回路１５０の設定が行われることによって、最も少ない全体レーザバイアス電流Ｉ０で、全てのレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の光出力を規定範囲の下限値よりも大きくすることができる。なお、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の経年劣化等に起因する特性のために、消費電力に問題ない程度で、上記の電流値よりも少し多めの全体レーザバイアス電流Ｉ０を、全体電流調整回路１５０に設定しておいてもよい。
【００４４】
次に、レーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４の個別の調整方法について説明する。
【００４５】
上記のように全体電流調整回路１５０を設定すると、最も発光効率の悪いレーザダイオード以外のレーザダイオードの光出力が規格範囲の上限値（例えば、４．５ｄｂｍ）を超えている場合がある。この場合、当該上限値を超えている光出力が規格範囲内に収まるように、光出力制御回路１９５によってトランジスタ１９１〜１９４が制御される。
【００４６】
光出力制御回路１９５は、トランジスタ１９１〜１９４のうち、上限値を超えている光チャネルのレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４（例えば、レーザダイオードＣｈ４）に並列に接続されたトランジスタ（例えば、トランジスタ１９４）を制御する。光出力制御回路１９５は、トランジスタ１９１〜１９４のベース−エミッタ間の電圧を制御することによって、バイパス電流ｉ１〜ｉ４を増減させることができる。
【００４７】
式（１）に示されているように、光出力制御回路１９５がトランジスタ１９１〜１９４を制御してバイパス電流ｉ１〜ｉ４が増加するほど、レーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４を減少させることができる。レーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４が減少するとレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の光出力が少なくなるので、規格範囲の上限値を超えた光出力を規格範囲内に設定することが可能になる。
【００４８】
上記のように、本実施形態の光送受信モジュール１によれば、全体電流調整回路１５０が全体レーザバイアス電流Ｉ０を調整することによって、レーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４を大まかに調整し、光出力制御回路１９５がバイパス電流ｉ１〜ｉ４を調整することによって、レーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４を微調整することができる。また、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４を直列に接続する構成なので、チャネル数の制限なく実装することが可能になる。
【００４９】
また、従来技術のようなレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に個別に電源が接続されている構成では、各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の各々に電流調整回路が必要になるが、本実施形態の光送受信モジュール１は、電流調整回路を１つにまとめているので、必要な電圧を最小限にとどめることができ、省電力化が可能になる。
【００５０】
具体的には、例えば、３．３Ｖの電源が４つのレーザダイオードの各々に接続されている場合、各レーザダイオードに流れる電流を０．２（Ａ）とすると、３．３（Ｖ）＊０．２（Ａ）＊４＝２．６４（Ｗ）の電力が消費される。一方、本実施形態においては、各レーザダイオードにかかる電圧を１．５（Ｖ）とし、各レーザダイオードに流れる電流を０．２５（Ａ）とすると（例えば、発光効率が最も悪いレーザダイオードに流れる電流を０．２５（Ａ）、発光効率が最も良いレーザダイオードに流れる電流を０．２（Ａ）とする。）、最大でも、１．５（Ｖ）＊０．２５（Ａ）＊４＝１．５（Ｗ）の電力消費に抑えることができる。
【００５１】
なお、規格範囲の上限値を超えた光出力をするレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４以外のレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４を調整する場合も、上記と同様の処理が行われる。即ち、光出力制御回路１９５がトランジスタ１９１〜１９４を制御することによって、バイパス電流ｉ１〜ｉ４を変化させ、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に流れるレーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４を制御することができる。例えば、全てのレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の光出力が規格範囲の下限値に近づくように、レーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４が調整されるようにしてもよい。
【００５２】
［光出力断機能］
次に、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の光出力断機能について説明する。一般的な光送受信モジュールにおいては、主に安全性等の目的のために、全光チャネルの光出力断機能を有することが要求されている。また、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の個別の発光試験等の各種試験の目的で、各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４についての個別の光出力断機能を持つことも要求される。
【００５３】
例えば、各レーザドライバ１２１〜１２４の出力を断とすることによって、又は、全体電流調整回路１５０を断とすることによって、各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に流れる電流をゼロとすることできるので、全光チャネルの光出力断機能を実現することができる。ただし、この方法では、全てのレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に流れる電流がゼロになるので、個別のレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の光出力を断とすることはできない。
【００５４】
本実施形態の光送信モジュール１００においては、光出力制御回路１９５がトランジスタ１９１〜１９４を制御することによって、個別のレーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４の光出力を断とすることができる。ここでは一例として、レーザダイオードＣｈ１のみ、光出力断とする場合を例に挙げて説明する。
【００５５】
まず、光出力断とするレーザダイオードＣｈ１に対応するレーザドライバ１２１の出力を断とする。そして、光出力制御回路１９５により、レーザダイオードＣｈ１に対応するトランジスタ１９１を完全にオンの設定とする。これにより、トランジスタ１９１は、略短絡された状態となるので、レーザダイオードＣｈ１のレーザバイアス電流Ｉ１をゼロにして、全体レーザバイアス電流Ｉ０の全てをバイパス電流ｉ１とすることができる。
【００５６】
即ち、レーザダイオードＣｈ１に流れる電流をゼロにすることができ、レーザダイオードＣｈ１の光出力断機能を実現することができる。他のレーザダイオードについても同様に、光出力断にしたレーザダイオードに並列に接続されているトランジスタを完全にオンの設定にすることによって、個別の光出力断機能を実現することができる。
【００５７】
［変形例］
なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、光送信モジュール１００の構成は、実施形態１の例に限られず他の変調器を用いることによって実現されるようにしてもよい。
【００５８】
図４は、変形例における光送信モジュール１００の構成の一例を示す図である。図４に示す例では、光送信モジュール１００が、電界吸収型の変調器により実現される場合を説明する。変形例の光送信モジュール１００においては、各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４は、レーザドライバ１２１〜１２４と直接的に接続されないため、レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に流れる電流は、直流電流成分のみであり変調信号成分は流れない。レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４は、それぞれ定常出力光で発光することになる。
【００５９】
電界吸収型変調器３０１〜３０４は、当該電界吸収型変調器３０１〜３０４に入力される変調電気信号に応じて定常出力光を部分的に吸収することによって、変調成分を持った光信号を生成する素子である。
【００６０】
本変形例における全体電流調整回路１５０の設定方法は、実施形態と同様である。即ち、全体バイアス電流Ｉ０を制御する全体電流調整回路１５０は、各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に流れるレーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４による光出力が所定範囲の下限値を上回るように設定される。
【００６１】
また、トランジスタ１９１〜１９４は、実施形態と同様に、光出力制御回路１９５の制御によって、各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に流れるレーザバイアス電流Ｉ１〜Ｉ４を適正なものに調整するために使用される。
【００６２】
本変形例においては、先述したように、各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４には直流電流のみが流れるため、変量電流が不要になる。したがって、図２に示す実施形態の構成と比較すると、変調信号の経路が各レーザダイオードＣｈ１〜Ｃｈ４に接続されていない。また変調信号の他回路への影響を与えないようあるいは変調信号自身の劣化を抑えるために各レーザダイオードのアノード及びカソードに接続されていたインダクタも不要になる。
【００６３】
なお、光送信モジュール１００は、実施形態及び上記変形例の変調器以外にも、種々の変調器によって実現されるようにしてもよく、他にも例えば、マッハツェンダー変調器により光送信モジュール１００が実現されるようにしてもよい。
【００６４】
また、全体電流調整回路１５０としては、公知の種々の電流調整回路が適用可能である。例えば、全体電流調整回路１５０は、トランジスタや３端子レギュレータを含んで構成されるようにしてもよい。同様に、光出力制御回路１９５としては、公知の種々のトランジスタ制御回路が適用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 光送受信モジュール、１０ 電源、１００ 光送信モジュール、１１０ マルチプレクサ、１２１，１２２，１２３，１２４ レーザドライバ、１３１，１３２，１３３，１３４ ＴＯＳＡ、１４０ 光合波器、１５０ 全体電流調整回路、１６１ａ，１６１ｂ，１６２ａ，１６２ｂ，１６３ａ，１６３ｂ，１６４ａ，１６４ｂ キャパシタ、１７１ａ，１７１ｂ，１７２ａ，１７２ｂ，１７３ａ，１７３ｂ，１７４ａ，１７４ｂ 抵抗、１８１ａ，１８１ｂ，１８２ａ，１８２ｂ，１８３ａ，１８３ｂ，１８４ａ，１８４ｂ インダクタ、１９１，１９２，１９３，１９４ トランジスタ、１９５ 光出力制御回路、２００ 光受信モジュール、２１０ 光分波器、２２１，２２２，２２３，２２４ ＲＯＳＡ、２３０ デマルチプレクサ、３０１，３０２，３０３，３０４ 電界吸収型変調器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の波長の光信号を出力する光送信モジュールにおいて、
直列に接続された複数のレーザダイオードと、
前記複数のレーザダイオードのアノード側に接続される電源に直列に接続され、前記電源からの電流を調整する第１の電流調整回路と、
前記複数のレーザダイオードの各々に並列に接続され、前記第１の電流調整回路により調整された電流のうち前記複数のレーザダイオードの各々に流れる電流を調整する第２の電流調整回路と、
を含むことを特徴とする光送信モジュール。
【請求項２】
前記光送信モジュールは、
前記複数のレーザダイオードの各々の両端に接続されたインダクタを更に含み、
前記インダクタは、前記第２の電流調整回路に並列に接続される、
ことを特徴とする請求項１の光送信モジュール。
【請求項３】
前記光送信モジュールは、
前記複数のレーザダイオードの各々に並列に接続された変調回路と、
前記変調回路と前記複数のレーザダイオードの各々との間に接続されたキャパシタと、
を更に含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の光送信モジュール。
【請求項４】
前記光送信モジュールは、
前記複数のレーザダイオードの各々に並列に接続された変調回路と、
前記変調回路と前記複数のレーザダイオードの各々との間に接続された抵抗と、
を更に含むことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の光送信モジュール。
【請求項１】
複数の波長の光信号を出力する光送信モジュールにおいて、
直列に接続された複数のレーザダイオードと、
前記複数のレーザダイオードのアノード側に接続される電源に直列に接続され、前記電源からの電流を調整する第１の電流調整回路と、
前記複数のレーザダイオードの各々に並列に接続され、前記第１の電流調整回路により調整された電流のうち前記複数のレーザダイオードの各々に流れる電流を調整する第２の電流調整回路と、
を含むことを特徴とする光送信モジュール。
【請求項２】
前記光送信モジュールは、
前記複数のレーザダイオードの各々の両端に接続されたインダクタを更に含み、
前記インダクタは、前記第２の電流調整回路に並列に接続される、
ことを特徴とする請求項１の光送信モジュール。
【請求項３】
前記光送信モジュールは、
前記複数のレーザダイオードの各々に並列に接続された変調回路と、
前記変調回路と前記複数のレーザダイオードの各々との間に接続されたキャパシタと、
を更に含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の光送信モジュール。
【請求項４】
前記光送信モジュールは、
前記複数のレーザダイオードの各々に並列に接続された変調回路と、
前記変調回路と前記複数のレーザダイオードの各々との間に接続された抵抗と、
を更に含むことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の光送信モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２４４０７３（Ｐ２０１２−２４４０７３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１５１６０（Ｐ２０１１−１１５１６０）
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（３０１００５３７１）日本オクラロ株式会社 (311)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（３０１００５３７１）日本オクラロ株式会社 (311)
【Ｆターム（参考）】
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