專利名稱：光發(fā)送器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用了光調(diào)制器的光發(fā)送器，尤其涉及對被調(diào)制的偏置光(bias light)高速地控制發(fā)光的On/Off (通/斷)的光發(fā)送器。
背景技術(shù)：
光發(fā)送器設(shè)置在光通信系統(tǒng)等中，把電氣信號變換成光信號而發(fā)送。作為現(xiàn)有的 光發(fā)送器，有例如專利文獻(xiàn)1和2中記載的光發(fā)送器。 在專利文獻(xiàn)1中記載的光發(fā)送器包括作為光源的LD(激光二極管)、被輸入LD的 On/Off信號(以下稱為LD On/Off信號)并控制LD的驅(qū)動電流的晶體管、以及用輸入信 號調(diào)制來自LD的光的外部調(diào)制器。在該光發(fā)送器中，通過成為晶體管的集電極與LD的陰 極連接，在晶體管的發(fā)射極與GND(接地)之間插入負(fù)載電阻，向晶體管的基極輸入LD On/ Off信號的電路構(gòu)成，進(jìn)行LD (激光二極管)的On/Off控制。 另外，在專利文獻(xiàn)2中記載的光發(fā)送器，除了上述專利文獻(xiàn)1記載的光發(fā)送器的構(gòu) 成以外，還包括檢測LD的光輸出的PD (光電二極管)、以及與該P(yáng)D連接的反饋型APC (自 動功率控制(AutomaticPower Control))電路等的反饋控制電路。即，在該光發(fā)送器中，通 過基于由PD獲得的LD的光輸出的檢測結(jié)果，利用反饋控制電路控制LD驅(qū)動電流，進(jìn)行把 LD的光輸出保持恒定的控制。此時，也可以根據(jù)LD On/Off信號進(jìn)行光輸出的On/Off 。
〈專利文獻(xiàn)1>日本特開平9-83050號公報
〈專利文獻(xiàn)2>日本特開2000-89178號公報

發(fā)明內(nèi)容
(發(fā)明要解決的問題) 但是，在上述現(xiàn)有技術(shù)中存在以下所示的問題。S卩，在現(xiàn)有的光發(fā)送器中，存在難 以對向外部調(diào)制器輸入的偏置光高速地進(jìn)行On/Off控制的問題。 例如，在專利文獻(xiàn)1中記載的光發(fā)送器中，由于LD On/Off功能不是以實(shí)現(xiàn)高速動 作為目的，所以驅(qū)動電流的On/Off穩(wěn)定化需要時間，不能高速地進(jìn)行On/Off控制。實(shí)際 上，如果調(diào)查針對LD On/Off信號的LD驅(qū)動電流波形，則可以知道，在信號從Off切換到On 時，使On時的電流值穩(wěn)定并成為預(yù)定的值需要時間，且在信號從On切換到Off時，電流值 變成O需要時間。 另外，在專利文獻(xiàn)2中記載的光發(fā)送器中，由于在光輸出穩(wěn)定化中使用反饋型 APC，所以由LD On/Off信號切斷閉回路，因此存在返回穩(wěn)定狀態(tài)需要某種程度的時間，驅(qū)動 電流的On/Off穩(wěn)定化仍然需要時間的問題。 本發(fā)明正是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供可以對向光調(diào)制器輸入的偏 置光高速地進(jìn)行On/Off控制的光發(fā)送器。
(用來解決問題的手段) 為了解決上述問題，實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的光發(fā)送器的特征在于包括發(fā)光元件；用輸入信號調(diào)制來自該發(fā)光元件的光的光調(diào)制器；以用來對上述發(fā)光元件的光輸出 進(jìn)行通/斷控制的通/斷信號作為輸入，響應(yīng)上述通/斷信號的切換，進(jìn)行上述發(fā)光元件的 驅(qū)動電流的通/斷切換控制的驅(qū)動電流切換控制部；以及檢測周圍溫度，生成根據(jù)該檢測 到的周圍溫度調(diào)整了的上述驅(qū)動電流的驅(qū)動電流調(diào)整生成部。
(發(fā)明的效果) 根據(jù)本發(fā)明，由于用驅(qū)動電流調(diào)整生成部生成驅(qū)動電流，用驅(qū)動電流切換生成部 基于通/斷信號進(jìn)行發(fā)光元件的驅(qū)動電流的通/斷切換控制，所以可以對發(fā)光元件的光輸 出高速地進(jìn)行通/斷控制。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式1的光發(fā)送器的構(gòu)成的框圖。 圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式2的光發(fā)送器的構(gòu)成的框圖。 圖3是示出實(shí)施方式1中的高速電流切換電路的構(gòu)成的電路圖。 圖4是示出在圖3的電路構(gòu)成中，針對LD 0n/0ff信號的LD驅(qū)動電流波形的模擬
結(jié)果的圖。 圖5是示出專利文獻(xiàn)1中記載的現(xiàn)有光發(fā)送器的構(gòu)成的框圖。 圖6是示出在圖5的電路構(gòu)成中，針對LD 0n/0ff信號的LD驅(qū)動電流波形的模擬
結(jié)果的圖。 圖7是示出專利文獻(xiàn)2中記載的現(xiàn)有光發(fā)送器的構(gòu)成的框圖。
(附圖標(biāo)記說明) 1、100 :外部調(diào)制器；2、 102 :LD ;3 :高速電流切換電路；4 :溫度檢測電流產(chǎn)生電 路；5 :信號開頭檢測電路；6、7、9、11、H3 :晶體管；8、 10、 12、 114 :負(fù)載電阻；20 :差動電路；
21 :電流鏡(currentmirror) ;116 :PD ;117 :反饋控制電路。
具體實(shí)施例方式
下面，基于附圖詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的光發(fā)送器的實(shí)施方式。另外，本發(fā)明不受該
實(shí)施方式的限制。(實(shí)施方式1) 圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式1的光發(fā)送器的構(gòu)成的框圖。另外，圖3是示 出實(shí)施方式1中的高速電流切換電路的構(gòu)成的電路圖。 如圖1所示，本實(shí)施方式包括外部調(diào)制器1 ;作為把電流信號變換成光的發(fā)光元 件的例如LD 2 ;作為驅(qū)動電流切換控制部的高速電流切換電路3 ;以及作為驅(qū)動電流調(diào)整 生成部的溫度檢測電流產(chǎn)生電路4。 LD 2是光源，LD 2的光輸出被輸入到外部調(diào)制器1。外部調(diào)制器1是利用作為發(fā) 送數(shù)據(jù)的輸入信號調(diào)制來自LD 2的光的光調(diào)制器。 高速電流切換電路3，與LD 2的陰極連接，把用來對LD 2的光輸出進(jìn)行0n/0ff控 制的LD 0n/0ff信號作為輸入，對LD 2的驅(qū)動電流高速地進(jìn)行0n/0ff控制。另外，高速電 流切換電路3與溫度檢測電流產(chǎn)生電路4連接。溫度檢測電流產(chǎn)生電路4，檢測周圍溫度， 把LD2的0n時的驅(qū)動電流設(shè)定成LD 2的光輸出水平不依賴于周圍溫度的變化。S卩，溫度檢測電流產(chǎn)生電路4產(chǎn)生與周圍溫度的檢測結(jié)果對應(yīng)的電流，高速電流切換電路3根據(jù)基 于溫度檢測電流產(chǎn)生電路4的產(chǎn)生電流設(shè)定On時的LD 2的驅(qū)動電流。
然后，說明圖l所示的構(gòu)成的動作。由LD 2進(jìn)行DC發(fā)光產(chǎn)生的光，被輸入到外部 調(diào)制器l，并被經(jīng)由輸入信號端子輸入到外部調(diào)制器1的輸入信號調(diào)制，該被調(diào)制的光輸出 被發(fā)送。高速電流切換電路3，通過基于被輸入的LD On/Off信號(LD On/Off信號輸入)， 對LD 2的驅(qū)動電流(LD驅(qū)動輸出)高速地進(jìn)行On/Off控制，進(jìn)行LD 2的光輸出的高速的 On/Off控制。另外，利用溫度檢測電流產(chǎn)生電路4對各溫度賦予最佳的設(shè)定值以使得LD 2 的光輸出水平不依賴于溫度地恒定。高速電流切換電路3，以由溫度檢測電流產(chǎn)生電路4設(shè) 定的最佳電流為輸入(輸出電流設(shè)定輸入)，設(shè)定作為LD 2的驅(qū)動電流的LD驅(qū)動輸出，控 制成On時的LD 2的光輸出水平不依賴于溫度地恒定。 圖3是示出本實(shí)施方式中的高速電流切換電路的構(gòu)成的電路圖。如圖3所示，高 速電流切換電路3包括差動電路20以及電流鏡電路21。 差動電路20構(gòu)成為包括共用發(fā)射極的第一晶體管6和第二晶體管7 ;以及一端 與晶體管7的集電極連接的負(fù)載電阻8。晶體管6的集電極與LD驅(qū)動輸出端子連接，并進(jìn) 而與LD 2的陰極連接。另外，負(fù)載電阻8的另一端被設(shè)定成與LD 2的陽極側(cè)電位相同的 電位。LD0n/0ff信號輸入端子由兩個端子構(gòu)成，其中一個端子與晶體管6的基極連接，其中 另一個端子與晶體管7的基極連接。另外，晶體管6和晶體管7的共用發(fā)射極與電流鏡電 路21連接。 電流鏡電路21構(gòu)成為包括第一晶體管9、第二晶體管11、在晶體管9與GND之 間插入的負(fù)載電阻10 ;以及在晶體管11與GND之間插入的負(fù)載電阻12。晶體管9的集電 極與晶體管6和晶體管7的共用發(fā)射極連接，晶體管9的發(fā)射極經(jīng)由負(fù)載電阻10與GND連 接。另外，晶體管ll的集電極與輸出電流設(shè)定輸入端子連接，并進(jìn)而與溫度檢測電流產(chǎn)生 電路4連接。晶體管11的發(fā)射極經(jīng)由負(fù)載電阻12與GND連接，晶體管11的基極與集電極 相互連接。另外，晶體管9的基極與晶體管11的基極相互連接。 下面，說明高速電流切換電路3的動作。由溫度檢測電流產(chǎn)生電路4產(chǎn)生的電流， 經(jīng)由輸出電流設(shè)定輸入端子輸入到電流鏡電路21 ，由于在電流鏡電路21中向晶體管9以相 同的方向流入與流入晶體管ll的電流相同的電流，所以向輸出電流設(shè)定輸入端子輸入的 電流經(jīng)由電流鏡電路21向差動電路20供給。差動電路20，根據(jù)從LD 0n/0ff信號輸入端 子輸入的LD 0n/0ff信號，切換電流路徑，輸出被供給的電流。S卩，例如，在從LD On/Of f信 號輸入端子輸入On信號時，向晶體管6的基極和晶體管7的基極分別施加正相和負(fù)相的信 號，從電流鏡電路21供給的驅(qū)動電流流向晶體管6但不流向晶體管7。因此，在On時，作為 LD驅(qū)動輸出的LD驅(qū)動電流由向輸出電流設(shè)定輸入端子輸入的電流確定。在從LD On/Off 信號輸入端子輸入Off信號時，向晶體管6的基極和晶體管7的基極施加的信號與上述相 反，不向LD2輸出LD驅(qū)動電流。這樣，在本實(shí)施方式中，通過使用具有差動電路20等的高 速電流切換電路3，高速地進(jìn)行LD驅(qū)動電流的On/Off控制。 圖4是用來說明圖3的電路的效果的圖，是示出針對LD On/Off信號的LD驅(qū)動電 流波形的模擬結(jié)果的圖。在圖4的上側(cè)示出的表示LD On/Off信號的波形圖中，橫軸是時 間(ns)、縱軸是電壓(V)。在此，ns是納秒。LD On/Off信號，在0 1 (ns)是Off狀態(tài)，電 壓為1. 4 (V);在1 3 (ns)是On狀態(tài)，電壓恒定為1. 8 (V);在3 5 (ns)是Off狀態(tài)，電壓
5為1.4(V)。在圖4的下側(cè)示出的表示LD驅(qū)動電流波形的波形圖中，橫軸是時間(ns)、縱軸 是電流(mA)。可以看出，在LD 0n/0ff信號從Off狀態(tài)向On狀態(tài)切換時，從On信號上升沿 僅僅經(jīng)過100ps(皮秒)后，驅(qū)動電流變得穩(wěn)定，可以開始流動所希望的驅(qū)動電流。S卩，在波 形圖上的MO(l. lns，79. 8mA)的時刻已經(jīng)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動電流的穩(wěn)定化，可知高速地實(shí)現(xiàn)驅(qū)動電 流的穩(wěn)定化。另外，在從0n狀態(tài)向0ff狀態(tài)切換時，從切換成Off信號經(jīng)過100(ps)后，已 經(jīng)變成電流值14. 6 y A(參照M2(3. lns， 14. 6 y A))，可以確認(rèn)成為后述的現(xiàn)有技術(shù)的大約 一半以下的電流值，可以比現(xiàn)有技術(shù)更高速地進(jìn)行LD驅(qū)動電流的切換。
在此，為了更清楚地說明本實(shí)施方式與現(xiàn)有的光發(fā)送器的效果的區(qū)別，參照圖 5 圖7對專利文獻(xiàn)1中記載的現(xiàn)有光發(fā)送器和專利文獻(xiàn)2中記載的現(xiàn)有光發(fā)送器進(jìn)行說 明。 圖5是示出專利文獻(xiàn)1中記載的現(xiàn)有光發(fā)送器的構(gòu)成的框圖。如圖5所示，該現(xiàn) 有光發(fā)送器包括作為光源的LD 102;用輸入信號調(diào)制來自該LD 102的光并輸出的外部調(diào) 制器100 ;被輸入LD 102的On/Off信號并控制LD 102的驅(qū)動電流的晶體管113 ;以及在該 晶體管113與GND之間設(shè)置的電阻。 晶體管113的集電極與LD 102的陰極連接，在晶體管113的發(fā)射極與GND之間插 入電阻114。另外，向晶體管113的基極輸入LD0n/0ff信號，基于該LD On/Off信號進(jìn)行 LD 102的0n/0ff控制。 圖6是示出在圖5的電路構(gòu)成中，針對LD 0n/0ff信號的LD驅(qū)動電流波形的模擬 結(jié)果的圖。另外，現(xiàn)有的光發(fā)送器中的LD On/Off功能由于不是以實(shí)現(xiàn)高速動作為目的，所 以圖6中示出在圖5的電路構(gòu)成中使用轉(zhuǎn)變(transition)頻率ft = 100GHz的超高速晶 體管進(jìn)行模擬時的結(jié)果。 在圖6的上側(cè)示出的表示LD On/Off信號的波形圖中，橫軸是時間(ns)、縱軸是電 壓(V) 。 LD 0n/0ff信號，在0 1 (ns)是Off狀態(tài)，電壓為0 (V);在1 3 (ns)是On狀態(tài)， 電壓恒定為1.5(V);在3 5(ns)是0ff狀態(tài)，電壓為O(V)。在圖6的下側(cè)示出的表示LD 驅(qū)動電流波形的波形圖中，橫軸是時間(ns)、縱軸是電流(mA)。在該現(xiàn)有的構(gòu)成中，在LD 0n/0ff信號從Off狀態(tài)向On狀態(tài)切換時，直到LD驅(qū)動電流波形的電流值變成大致恒定的 值而穩(wěn)定為止需要約l(ns)以上的時間。B卩，從On時開始，到波形圖上的Ml (2ns， 73.8mA) 沒有實(shí)現(xiàn)驅(qū)動電流的穩(wěn)定化，可知與上述本實(shí)施方式的情形(約100 (ps)后穩(wěn)定化)相比， 穩(wěn)定化需要相當(dāng)多的時間。另外，在從0n狀態(tài)向0ff狀態(tài)切換時，如波形圖上的M3(3. lns， 24. 2iiA)所示，Off后O. l(ns)時流過約24(yA)的電流，可知與上述本實(shí)施方式的情形 (Off后0. l(ns)時為14.6(iiA))相比，穩(wěn)定化需要相當(dāng)多的時間。另外，Ml(250.4ps， 5. 801pA)處電流值為約5. 9(ps)，表現(xiàn)出Off時的穩(wěn)定狀態(tài)。這樣，在專利文獻(xiàn)1中記載的 光發(fā)送器中，由于電流的0n/0f f的穩(wěn)定需要時間，未實(shí)現(xiàn)高速的0n/0f f控制，但可以看出， 本實(shí)施方式中實(shí)現(xiàn)了高速的0n/0ff控制。 圖7是示出專利文獻(xiàn)2中記載的現(xiàn)有光發(fā)送器的構(gòu)成的框圖。如圖7所示，該現(xiàn) 有光發(fā)送器，除了圖5的構(gòu)成以外，還包括檢測LD102的光輸出的PD(光電二極管)116、 與該P(yáng)D116連接的反饋型APC電路等的反饋控制電路117 ;以及與該反饋控制電路117連 接的晶體管115。 晶體管115的集電極與LD 102的陰極連接，晶體管115的發(fā)射極與晶體管113的集電極連接。另外，晶體管115的基極與反饋控制電路117連接。另外，除此之外的構(gòu)成與 圖5的構(gòu)成相同，所以對相同構(gòu)成要素賦予相同的附圖標(biāo)記，省略其詳細(xì)說明。
在這樣構(gòu)成的專利文獻(xiàn)2中記載的現(xiàn)有光發(fā)送器中，通過檢測LD 102的光輸出作 為由PD 116產(chǎn)生的光電動勢，基于該光輸出的檢測結(jié)果，利用反饋控制電路控制LD驅(qū)動輸 出，進(jìn)行把LD的光輸出保持恒定的控制。但是，在圖7的構(gòu)成中，由于在光輸出穩(wěn)定化中使 用反饋型APC，所以由LD On/Off信號切斷閉回路，因此存在返回穩(wěn)定狀態(tài)需要ms (毫秒) 級別的時間的問題，未實(shí)現(xiàn)高速的0n/0ff控制。 象以上說明的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，通過設(shè)置高速電流切換電路3，可以對LD 2 的驅(qū)動電流高速地進(jìn)行0n/0ff控制，因此，可以對LD 2的光輸出高速地進(jìn)行0n/0ff控制。 另外，通過設(shè)置溫度檢測電流產(chǎn)生部4，根據(jù)周圍溫度調(diào)整LD 2的驅(qū)動電流，可以控制成LD 2的光輸出不依賴于周圍溫度地恒定。
(實(shí)施方式2) 圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式2的光發(fā)送器的構(gòu)成的框圖。如圖2所示，本 實(shí)施方式，除了圖l所示的實(shí)施方式1的構(gòu)成以外，還包括信號開頭檢測電路5。信號開頭 檢測電路5與輸入信號端子連接，且與高速電流切換電路3連接。另外，在圖2中，對與圖1 相同的構(gòu)成要素賦予相同的附圖標(biāo)記。另外，本實(shí)施方式中的高速電流切換電路3的電路 構(gòu)成與實(shí)施方式1相同，是例如圖3所示的電路構(gòu)成。 下面，說明本實(shí)施方式的動作。向外部調(diào)制器1輸入的輸入信號同時被輸入到信 號開頭檢測電路5。信號開頭檢測電路5檢測表示輸入信號的開頭位置的識別信號，與該識 別信號的檢測同步地產(chǎn)生LD0n/0ff信號，向高速電流切換電路3輸出該產(chǎn)生的LD 0n/0ff 信號。 根據(jù)本實(shí)施方式，由于信號開頭檢測電路5檢測表示輸入信號的開頭位置的識別 信號而產(chǎn)生LD 0n/0ff信號，所以可以簡單地獲得與輸入信號同步的光輸出。另外，本實(shí)施
方式的其它構(gòu)成、動作和效果等與實(shí)施方式1相同。
產(chǎn)生上的可利用性 如上所述，根據(jù)本發(fā)明的光發(fā)送器作為可以對向光調(diào)制器輸入的偏置光高速地進(jìn) 行0n/0f f控制的光發(fā)送器是有用的，可適合用于光通信系統(tǒng)。
權(quán)利要求
一種光發(fā)送器，其特征在于包括發(fā)光元件；光調(diào)制器，用輸入信號調(diào)制來自該發(fā)光元件的光；驅(qū)動電流切換控制部，以用來對上述發(fā)光元件的光輸出進(jìn)行通/斷控制的通/斷信號作為輸入，響應(yīng)上述通/斷信號的切換，進(jìn)行上述發(fā)光元件的驅(qū)動電流的通/斷切換控制；以及驅(qū)動電流調(diào)整生成部，檢測周圍溫度，生成根據(jù)該檢測到的周圍溫度調(diào)整了的上述驅(qū)動電流。
2. 如權(quán)利要求l所述的光發(fā)送器，其特征在于上述驅(qū)動電流切換控制部包括電流鏡電路、以及與該電流鏡電路連接的差動電路， 上述電流鏡電路向上述差動電路供給由上述驅(qū)動電流調(diào)整生成部生成并從上述驅(qū)動電流調(diào)整生成部輸入的上述驅(qū)動電流，上述差動電路根據(jù)上述通/斷信號控制從上述電流鏡電路向上述發(fā)光元件輸出的上述驅(qū)動電流。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的光發(fā)送器，其特征在于還包括信號開頭檢測電路，檢測表示上述輸入信號的開頭位置的識別信號，與該檢測同步地 生成上述通/斷信號并向上述驅(qū)動電流切換控制部輸出。
全文摘要
提供一種光發(fā)送器。目的在于提供可以對向光調(diào)制器輸入的偏置光高速地On/Off控制的光發(fā)送器。通過利用高速電流切換電路(3)，根據(jù)LD On/Off信號對LD(2)的驅(qū)動電流高速地進(jìn)行On/Off控制，對LD(2)的光輸出高速地進(jìn)行On/Off控制。另外，溫度檢測電流產(chǎn)生電路(4)，檢測周圍溫度，生成根據(jù)該檢測到的周圍溫度調(diào)整了的驅(qū)動電流，以使得LD(2)的光輸出不依賴于周圍溫度而變化。
文檔編號H01S5/068GK101743669SQ20078005376
公開日2010年6月16日 申請日期2007年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日
發(fā)明者野上正道, 野田雅樹, 鈴木巨生 申請人:三菱電機(jī)株式會社