專利名稱：光發(fā)送器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用光傳輸技術(shù)進(jìn)行圖像發(fā)送或移動體無線信號的傳輸?shù)鹊墓鈧鬏斚到y(tǒng)中的光發(fā)送器。
背景技術(shù)：
在多頻道圖像信號的傳輸或移動體通信等的無線傳輸系統(tǒng)的基站與天線之間的長距離傳輸?shù)戎校脤㈩l分復(fù)用的高頻信號重疊于發(fā)光元件(例如激光)的光強(qiáng)度的光纖傳輸技術(shù)等。
但是，這樣的光傳輸系統(tǒng)，具有作為表示所述頻分復(fù)用信號等的模擬信號的傳輸質(zhì)量的“失真特性”和“噪聲特性”。
該光傳輸?shù)氖д嫣匦院驮肼曁匦缘闹饕蛑皇羌す獾氖д嫣匦院拖鄬π盘栐肼?Relative Intensity Noise，稱作“RIN”)的特性。另一方面，該激光的失真特性或RIN特性與激光的“平均驅(qū)動電流”或高頻信號的振幅(稱作“高頻信號振幅”)具有相關(guān)性是眾所周知的。
因此，有必要進(jìn)行激光的平均驅(qū)動電流的設(shè)定與重疊于該平均驅(qū)動電流的高頻信號振幅的設(shè)定，以使失真特性和噪聲特性不劣化。
例如，雖然增大“調(diào)制度”(即相對于激光的平均驅(qū)動電流的高頻振幅的比)會使載波噪聲比(Carrier to Noise Ratio，稱作“CNR”)提高，但是激光的失真特性會劣化是眾所周知的。因此，有必要適當(dāng)設(shè)定調(diào)制度以使激光的失真特性與噪聲特性盡可能不劣化。
另外，由于激光器遇高溫時“斜度效率”(即相對激光器的驅(qū)動電流的光功率的變化率)會變小，所以在通常情況下，通過設(shè)置監(jiān)視用的PD(Photo Diode)等并檢測從其輸出的監(jiān)視器PD電流，同時采用控制電路將該“監(jiān)視器PD電流”控制為恒定以將光功率保持一定(“APC控制(自動輸出控制)”；AutomaticPower Control)。同時，由于該激光器的斜度效率變小，“高頻信號振幅”下降從而‘調(diào)制度’也下降，所以有必要增大輸入到激光器中的調(diào)制信號的強(qiáng)度(將其稱為調(diào)制信號強(qiáng)度)(調(diào)制度控制)。
所述方法是有關(guān)模擬信號的激光調(diào)制的方法，而數(shù)字信號的調(diào)制方法也與此相同。另外，作為該數(shù)字信號的調(diào)制方法，例如，已知在進(jìn)行APC控制以使光功率為恒定，同時為了不使消光比(即由調(diào)制器使透過光的強(qiáng)度變化時的透過光的強(qiáng)度的最大與最小之比)劣化而將數(shù)字信號振幅的控制相結(jié)合的調(diào)制方法等。
圖8表示作為記載于專利文獻(xiàn)1中的光發(fā)送器的調(diào)制方法。
該光發(fā)送器除激光器(LD)101和調(diào)制電路102以外，還設(shè)置APC(自動輸出控制)電路104以使監(jiān)視用受光元件(例如光敏二極管等，以下稱作“監(jiān)視器PD”)103的電流恒定，由此控制激光(LD)101的驅(qū)動電流。另一方面，為控制因溫度變動而造成的“調(diào)制度”或“消光比”的劣化設(shè)置溫度控制傳感器105、溫度控制電路106和冷卻元件107。
所述的光發(fā)送器如遇高溫則冷卻元件107的冷卻能力下降，激光器101的溫度呈上升傾向。于是，已知如下的激光器，即，激光器101的附近設(shè)置溫度傳感器105檢測激光器101附近的溫度變化，并通過由溫度控制電路106向調(diào)制電路102反饋，可以進(jìn)行校正，以避免因激光器101的溫度上升而造成的“調(diào)制度”或“消光比”的劣化。
這樣，現(xiàn)有技術(shù)的激光的調(diào)制方式的溫度變動對策一般采用具有佩爾蒂埃(Peltier)元件等的冷卻元件的溫度控制電路，或采用考慮到溫度變化的影響的功率及調(diào)制度的控制是眾所周知的。
但是，采用溫度控制電路的方法除了需要采用昂貴的佩爾蒂埃等元件以外，還存在裝置的耗電量變大的問題。另一方面，與考慮到溫度變動的光功率和調(diào)制度控制相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)只是單純以保持光功率恒定(APC控制)或保持光調(diào)制度一定(調(diào)制信號強(qiáng)度的控制)為目的，而沒有考慮到激光器的失真特性或噪聲特性的溫度變化，所以不能完全消除高溫時的特性劣化。
另外，在圖像信號傳輸或移動裝置和基站間通信等的模擬傳輸中，因為通過增大光信號功率，可進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸而且可以增加光分歧數(shù)，所以要求增加平均驅(qū)動電流，盡量將光功率增大。
但是，該模擬信號傳輸中將光功率增大過多時，激光器的壽命變短所以就會發(fā)生不能超過需要而增大的情況。
另外，正如非專利文獻(xiàn)1或?qū)＠墨I(xiàn)2中的記載，作為激光器的失真特性與所述RIN的劣化原因之一，“馳豫振蕩頻率fr”(半導(dǎo)體激光固有振動頻率)為公眾所知。
即，在理論上，該馳豫振蕩頻率fr相對激光的驅(qū)動電流(偏流)Ib與閾值電流(激光開始激發(fā)所需電流)Ith有如下的關(guān)系fr∝[(Ib-Ith)/Ith]1/2因此，根據(jù)定義該馳豫振蕩(relaxation oscillation)頻率fr的式(1)，可以從數(shù)學(xué)關(guān)系上得知閾值電流Ith越大，或激光器的驅(qū)動電流Ib越小，則馳豫振蕩頻率fr越小。
但是，因為如果該馳豫振蕩頻率fr變小則載體(載波)信號頻率接近馳豫振蕩頻率fr，從而失真特性與RIN特性劣化也為公眾所知。但是，該馳豫振蕩頻率fr也有在很大程度上依賴與溫度的一面。因此，激光器周圍的溫度有可能給失真特性和RIN特性造成不好的影響，可是現(xiàn)有技術(shù)的調(diào)制方式并沒有考慮到該特性劣化的主要原因。
本發(fā)明針對上述問題，以提供在發(fā)光元件的周圍的環(huán)境溫度變?yōu)楦邷氐那闆r下，可以抑制由于馳豫振蕩而造成的發(fā)光元件的特性劣化的光發(fā)送器為目的。
專利文獻(xiàn)1日本專利公開公報特開2001-156719號非專利文獻(xiàn)IEEE Journal Of Selected Areas in CommunicationsVol。8，No7，pp1359-1364，1990專利文獻(xiàn)2日本專利公開公報特開2003-224522號發(fā)明內(nèi)容第一，本發(fā)明的光發(fā)送器具有輸出被調(diào)制了光強(qiáng)度的信號光的發(fā)光元件，其中該光發(fā)送器包括所述發(fā)光元件附近的環(huán)境溫度上升時使所述發(fā)光元件的平均光輸出增大的控制裝置?？紤]溫度變動的光功率與調(diào)制度控制的現(xiàn)有技術(shù)的方法，其目的僅是將光功率保持恒定(APC控制)，或者只是將光調(diào)制度保持恒定(調(diào)制信號強(qiáng)度的控制)。因此，例如如采用(半導(dǎo)體)激光器作為發(fā)光元件，則因為現(xiàn)有技術(shù)沒有考慮到該激光器的“失真特性”或“噪聲特性”的溫度變化，所以不能完全消除高溫時的特性劣化。但是本發(fā)明可以消除高溫時的特性劣化。即，可以抑制在高溫狀態(tài)下由于“馳豫振蕩”而造成的“失真特性”和“RIN特性”的劣化。
另外，第二，本發(fā)明的光發(fā)送器的所述控制裝置控制所述發(fā)光元件的平均驅(qū)動電流。因此，不需要采用具有諸如現(xiàn)有技術(shù)的佩爾蒂埃元件(冷卻元件)等昂貴的部件的溫度控制電路(但是需要溫度傳感器及溫度檢測電路)，所以可以削減光發(fā)送器的消費電力。
另外，第三，本發(fā)明的光發(fā)送器的所述控制裝置根據(jù)所述反光元件附近的環(huán)境溫度控制所述平均驅(qū)動電流。因此，通過控制平均驅(qū)動電流使之比APC控制的平均驅(qū)動電流更大，以使激光器平均光功率(Power)隨著溫度升高而增加，可以抑制由馳豫振蕩頻率的下降而造成的失真特性和RIN特性的劣化。
另外，第四，本發(fā)明的光發(fā)送器的所述控制裝置根據(jù)所述發(fā)光元件附近的環(huán)境溫度的數(shù)據(jù)控制平均驅(qū)動電流。因此不需要監(jiān)視器PD。


圖1是表示本發(fā)明第一實施例的光發(fā)送器的主要結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是表示本發(fā)明第一實施例的激光與現(xiàn)有技術(shù)的激光的光輸出的溫度依賴性的不同的圖。
圖3是表示本發(fā)明的第一實施例的激光和現(xiàn)有技術(shù)的激光的馳豫振蕩頻率的溫度依賴性的不同的圖。
圖4是表示本發(fā)明的第一實施例的激光的斜度效率的溫度依賴性的圖。
圖5是表示本發(fā)明的第一實施例的激光的閾值電流的溫度依賴性的圖。
圖6是表示本發(fā)明的第一實施例的激光與現(xiàn)有技術(shù)的激光的驅(qū)動電流的溫度依賴性的不同的圖。
圖7是表示本發(fā)明的第三實施例的平均驅(qū)動電流控制電路的構(gòu)成的框圖。
圖8是表示現(xiàn)有技術(shù)的光發(fā)送器的大致構(gòu)成的框圖。
圖9是表示現(xiàn)有技術(shù)的激光調(diào)制方法的驅(qū)動電流的溫度依賴性的圖。
圖10是表示現(xiàn)有技術(shù)的激光調(diào)制方法的馳豫振蕩頻率的溫度依賴性的圖。
標(biāo)號說明1 數(shù)據(jù)輸入端口2 調(diào)制電路3 發(fā)光元件(半導(dǎo)體激光；LD)
4 監(jiān)視器PD5 溫度傳感器6 溫度檢測電路7 平均驅(qū)動電流控制電路(控制裝置)71 恒流電路72 可變電阻73 可變電阻(電壓控制型)具體實施方式
以下參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施例。
(第一實施例)圖1表示本發(fā)明的實施例的光發(fā)送器。該光發(fā)送器包括數(shù)據(jù)輸入端口1、調(diào)制電路2、發(fā)光元件即半導(dǎo)體激光器(LD)3、監(jiān)視器PD4、溫度傳感器5、溫度檢測電路6及平均驅(qū)動電流控制電路7。
半導(dǎo)體激光器3采用端面發(fā)光型，具體地說，采用法布里-泊羅(Fabry-Perot)型激光(FP-LD)，發(fā)射穩(wěn)定的簡單模式的相干光(coherent light)的分布反饋型激光(DFB)等也是可行的。
監(jiān)視器PD4監(jiān)視半導(dǎo)體激光器3的發(fā)光強(qiáng)度，接收端面發(fā)光的半導(dǎo)體激光器3的輸出背面光，進(jìn)行光電變換從而產(chǎn)生光電流(監(jiān)視器PD電流)，同時將該監(jiān)視器PD電流輸入到平均驅(qū)動電流控制電路7。因此，該監(jiān)視器PD4的輸出連接于平均驅(qū)動電流控制電路7的輸入。
溫度傳感器5檢測到半導(dǎo)體激光器3的環(huán)境溫度(周圍溫度)，則輸出與該溫度相應(yīng)的電壓，其輸出連接于平均驅(qū)動電流控制電路7的輸入。
溫度檢測電路6根據(jù)來自溫度傳感器5的電壓信號向調(diào)制電路2及平均驅(qū)動電流控制電路7輸出預(yù)定的檢測信號，輸入連接到溫度傳感器5的輸出，同時其輸出連接于調(diào)制電路2及平均驅(qū)動電流控制電路7的各個輸入。
平均驅(qū)動電流控制電路7根據(jù)溫度檢測電路6的檢測信號控制半導(dǎo)體激光器的平均驅(qū)動電流。在此情況下，進(jìn)行電流控制，以使由監(jiān)視器PD4輸出的監(jiān)視器PD電流，乃至半導(dǎo)體激光器3的平均驅(qū)動電流伴隨半導(dǎo)體激光器(LD)3的周圍溫度上升而增加。根據(jù)監(jiān)視器PD4的監(jiān)視器PD電流與溫度檢測電路6的檢測信號，將考慮到半導(dǎo)體激光器3周圍的環(huán)境溫度的預(yù)定平均驅(qū)動電流作為偏流Ib向半導(dǎo)體激光器(LD)3輸出。
在此，為了確認(rèn)本發(fā)明中所使用主要用語的定義等進(jìn)行以下說明。
驅(qū)動電流(Ib)是指超過驅(qū)動半導(dǎo)體激光器3所需的閾值級別的電流(注入電流)。如果將調(diào)制信號電流重疊于激光驅(qū)動電流則可以得到振幅調(diào)制后的光信號。由此將調(diào)制信號重疊于激光驅(qū)動電流從而得到信號光的方法稱為直接調(diào)制方法。
還有，在由平均驅(qū)動電流控制電路7輸出的驅(qū)動電流之前添加“平均”的文字后稱為“平均驅(qū)動電流”。在本發(fā)明中，著眼于環(huán)境溫度變化這個隨時間而比較緩慢的變化(最多數(shù)秒左右的變化)，模擬該溫度變化而使驅(qū)動信號變化。因此，數(shù)秒程度的時間內(nèi)驅(qū)動電流的平均值稱為“平均驅(qū)動電流”。另外，以下所述的“平均光輸出(功率)”也相同。
下面說明本實施例的動作。
輸入數(shù)據(jù)輸入端口的要發(fā)送的數(shù)據(jù)信號即調(diào)制信號輸入到調(diào)制電路2。在該調(diào)制電路2生成與數(shù)據(jù)信號對應(yīng)的調(diào)制電流且將該調(diào)制電流向半導(dǎo)體激光器3輸入。另外，通過平均驅(qū)動電流控制電路7還向半導(dǎo)體激光器3提供驅(qū)動電流。由此，半導(dǎo)體激光器3激發(fā)并發(fā)射通過直接調(diào)制方式調(diào)制后的光強(qiáng)度的具有預(yù)定波長的相干光。
此時，測定用于監(jiān)視半導(dǎo)體激光器3的發(fā)光強(qiáng)度的監(jiān)視器PD4的監(jiān)視器PD電流與半導(dǎo)體激光器(LD)3周圍的環(huán)境溫度的溫度傳感器5的輸出電壓向平均驅(qū)動電流控制電路7輸入。
另一方面，該平均驅(qū)動電流控制電路7進(jìn)行驅(qū)動電流控制，以使監(jiān)視器PD電流伴隨半導(dǎo)體激光器3的周圍的環(huán)境溫度的上升而增加，且作為平均驅(qū)動電流(偏流)向半導(dǎo)體激光器3輸入。由此，平均驅(qū)動(偏流)電流根據(jù)半導(dǎo)體激光器3的環(huán)境溫度的變動而被控制。
還有，在此，為補(bǔ)償半導(dǎo)體激光器3的斜度效率(即相對激光的驅(qū)動電流的光輸出(功率)的變化率)相對于所述的溫度變動而變化，在調(diào)制電路2通過根據(jù)基于溫度傳感器5的輸出電壓的來自溫度檢測電路6的檢測信號，也進(jìn)行半導(dǎo)體激光器3的調(diào)制度的控制。
由此，例如，如果半導(dǎo)體激光器3的環(huán)境溫度增加，則平均驅(qū)動電流控制電路7增加平均驅(qū)動(偏流)電流以使監(jiān)視器PD4的監(jiān)視器PD電流增加，從而平均光輸出(功率)增加。相反地，半導(dǎo)體激光器3的環(huán)境下降，則平均驅(qū)動電流控制電路7減小平均驅(qū)動(偏流)電流以使監(jiān)視器PD4的監(jiān)視器PD電流減小，從而平均光輸出減小。這樣，進(jìn)行輸出控制，以使半導(dǎo)體激光器3的光輸出隨半導(dǎo)體激光器3的環(huán)境溫度的上升而增加。
下面，詳細(xì)說明半導(dǎo)體激光器3的驅(qū)動電流的控制方法和調(diào)制度的控制方法的原理。還有，圖2及圖3顯示了進(jìn)行使平均光輸出(功率)恒定的現(xiàn)有技術(shù)的APC控制的情況的“平均光輸出(功率)”和“馳豫振蕩頻率fr”的溫度變化，以及進(jìn)行本發(fā)明的第一實施例的溫度控制的情況的“平均光輸出(功率)”和“馳豫振蕩頻率fr”的溫度變化的一例。
如圖9所示，以往的APC控制在半導(dǎo)體激光器3的附近的環(huán)境溫度處于高溫狀態(tài)下將驅(qū)動電流增加，但是本發(fā)明的發(fā)明者進(jìn)行的各種試驗及分析的結(jié)果表明，即使進(jìn)行該APC控制，如圖10所示，高溫狀態(tài)下“馳豫振蕩頻率fr”也降低，而這就是高溫狀態(tài)下的“失真特性”或“RIN特性”劣化的主要原因之一。
另一方面，如圖2所示，本發(fā)明的溫度控制在高溫情況下，通過使驅(qū)動電流比現(xiàn)有技術(shù)的APC控制的情況下更大，構(gòu)成為平均光輸出(功率)伴隨半導(dǎo)體激光器3附近的環(huán)境溫度變高而變大。如圖3所示，通過這樣的構(gòu)成可以成功地抑制高溫狀態(tài)下的“馳豫振蕩頻率fr”的下降，即已經(jīng)確認(rèn)可以將從低溫(例如0度)至高溫(例如80度)的“馳豫振蕩頻率fr”基本保持恒定。
這樣，本發(fā)明的發(fā)明者得到如下的認(rèn)識。即，如果不采用無論半導(dǎo)體激光器3的周圍溫度如何而都將半導(dǎo)體激光器3的平均光輸出(功率)一律控制為恒定的現(xiàn)有技術(shù)，而是控制半導(dǎo)體激光器3的平均驅(qū)動電流以使“光輸出(功率)隨半導(dǎo)體激光器3的周圍的溫度變?yōu)楦邷貭顟B(tài)而增加”，則半導(dǎo)體激光器3的周圍溫度在高溫情況下，可以成功抑制由“馳豫振蕩頻率fr”造成的“失真特性”和“RIN特性”的劣化。以下詳細(xì)說明其理由。
首先，以圖4和圖5表示對法布里-泊羅型激光(FP-LD)的“斜度效率”(即相對激光器的驅(qū)動電流的光輸出功率的變化率)與閾值電流(即激光開始激發(fā)所需的電流)的溫度依賴性的評價結(jié)果的一例。
如圖4所示，由于隨著半導(dǎo)體激光器3的周圍溫度升高，半導(dǎo)體激光器3的斜度效率(W/A)下降，所以現(xiàn)有技術(shù)的APC控制進(jìn)行諸如在高溫下增加平均驅(qū)動電流的電流控制。
即，如“背景技術(shù)”中的說明那樣，現(xiàn)有技術(shù)的調(diào)制方式進(jìn)行APC控制以使平均光輸出(功率)恒定。圖9是表示實際進(jìn)行該APC控制所得到的相對于溫度的平均驅(qū)動電流的變化情況的圖。
另外，圖10表示進(jìn)行該APC控制的電流控制時的半導(dǎo)體激光器3的“馳豫振蕩頻率fr”的變化。
如圖10所示，現(xiàn)有技術(shù)的APC控制的“馳豫振蕩頻率fr”隨半導(dǎo)體激光器3的周圍溫度變?yōu)楦邷囟饾u降低，從而高溫時的“失真特性”和“RIN特性”劣化。
如果在高溫狀態(tài)下對實際的激光器實施現(xiàn)有技術(shù)的APC控制，因為閾值電流Ith的增加大于驅(qū)動電流Ib的增加，所以式(1)的分母及分子的閾值電流Ith一項將起到很大的作用。因此，實際上在高溫時“馳豫振蕩頻率fr”變小。由此“馳豫振蕩頻率fr”呈現(xiàn)如圖10所示的單調(diào)減小的曲線。
這樣，現(xiàn)有技術(shù)的APC控制在高溫狀態(tài)下進(jìn)行增加平均驅(qū)動電流Ib的控制，不能充分抑制“弛豫振蕩頻率劣化”的劣化，而本發(fā)明的發(fā)明者通過試驗判明需要更大程度地增加平均驅(qū)動電流Ib。
即，如圖6所示，就因“馳豫振蕩”而造成的“失真特性”及“RIN特性”的劣化抑制來說，顯然在采用比高溫狀態(tài)下APC控制的平均驅(qū)動電流更大的驅(qū)動電流的情況下可以控制。
特別是由于在傳輸信號的頻率高的情況下接近馳豫振蕩，所以容易受到其影響，本實施方式的特性改善效果更加明顯。
(第二實施例)以下說明本實施例的第二實施例。
本發(fā)明的驅(qū)動電流的控制，即光功率伴隨溫度上升而增加的驅(qū)動電流的控制方法之一是前向反饋?，F(xiàn)在說明如下。還有，本實施例可以采用與第一實施例相同的電路結(jié)構(gòu)，但是不需要監(jiān)視器PD。
i)首先，測定半導(dǎo)體激光器3的閾值電流Ith的溫度依賴性(Ith＝Ith(T)，T溫度)，決定驅(qū)動電流Ib的溫度依賴函數(shù)Ib(T)以使所述式(1)的“馳豫振蕩頻率fr”不下降。
ii)其次，可以設(shè)置以溫度傳感器的輸出電壓的函數(shù)使驅(qū)動電流Ib變化并輸出到半導(dǎo)體激光的構(gòu)成的驅(qū)動電流控制電路，以使驅(qū)動電流Ib＝Ib(T)。
根據(jù)這樣構(gòu)成，相對溫度T的平均驅(qū)動電流可以被唯一地確定下來，所以前向反饋方式的平均驅(qū)動電流控制電路不需要監(jiān)視器PD電流輸入，而只需溫度傳感器5的輸出信號。即如上所述，在本實施例中，可以以除去第一實施例的監(jiān)視器PD的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)光發(fā)送器。
但是，如果采用前向反饋方式，在使用的半導(dǎo)體激光器3的閾值電流Ith及該溫度依賴性上存在采樣偏差的情況下，有必要對每個半導(dǎo)體激光器3的溫度依賴性進(jìn)行評價，所以具備半導(dǎo)體激光器的光發(fā)送器的生產(chǎn)過程需要一定的時間。
(第三實施例)以下參照圖7說明另一種采用驅(qū)動電流控制方法的本發(fā)明的第三實施例的光發(fā)送器。另外，對本實施例與第一實施例相同的部分付以相同的標(biāo)號，省略重復(fù)說明。
本實施例的光發(fā)送器的與第一實施例不同的是如圖7所示的平均驅(qū)動電流控制電路7的部分。因此，以下主要詳細(xì)說明該平均驅(qū)動電流控制電路7的部分。
本實施例的平均驅(qū)動電流控制電路7中，用于電流控制而設(shè)的恒流電路71的電壓輸入端口與監(jiān)視器PD的輸出端口之間并聯(lián)插入可變電阻72，同時追加插入與該可變電阻72串聯(lián)的電壓控制型的可變電阻73。具體地說，該平均驅(qū)動電流控制電路7的構(gòu)成為提供激光驅(qū)動電流的恒流電路71的控制電壓輸入端口與監(jiān)視器PD的輸入連接，該控制電壓輸入端口與接地之間設(shè)置可變電阻72和73。
串聯(lián)連接的可變電阻73連接于溫度檢測電路6的輸出，電阻值隨檢測信號相應(yīng)地變化。由可變電阻的電阻值的根據(jù)變化監(jiān)視器PD電流的控制電壓變化，由此控制驅(qū)動電流。
光輸出功率由該可變電阻73和可變電阻72的電阻值的和確定。在常溫下，通過調(diào)整可變電阻72可以設(shè)定所希望的光功率。另一方面，可變電阻73的電阻值被溫度傳感器5的輸出電壓所控制，以使半導(dǎo)體激光器周圍在高溫狀態(tài)下電阻值增大，激光器驅(qū)動電流增加。
由此，在高溫狀態(tài)下，激光器平均驅(qū)動電流大于現(xiàn)有技術(shù)的APC控制的激光器平均驅(qū)動電流，易于進(jìn)行在高溫狀態(tài)下增加平均光輸出(功率)的控制。另外，高溫狀態(tài)下的平均光輸出的上升度取決于可變電阻73的電阻值及相對溫度傳感器5的輸出電壓的變化率。
另外，第三實施例的控制方法與第二實施例的前向反饋方式相比，即使不事先測定激光的閾值電流Ith的溫度依賴性，也可以容易地在高溫狀態(tài)下控制高輸出的平均光功率，同時，因為進(jìn)行平均光功率的反饋控制，所以激光器光輸出穩(wěn)定。
另外，本發(fā)明的發(fā)明者發(fā)現(xiàn)高溫狀態(tài)下的光功率的上升度越大，由“馳豫振蕩”造成的“失真特性”與“RIN特性”的劣化越小，但是光功率上升度過大時，在高溫狀態(tài)下有可能由于光功率增加而導(dǎo)致激光器壽命縮短。但是，如果“馳豫振蕩頻率”不降低則“失真特性”與“RIN特性”不劣化，所以不需要諸如“馳豫振蕩頻率”上升那樣大的光功率。所以，本實施例通過最佳設(shè)定可變電阻72和可變電阻73的電阻值可以輕易實現(xiàn)這一點。
還有，如圖2所示，本發(fā)明的驅(qū)動電流控制方式的平均光輸出(功率)產(chǎn)生溫度變動，以下說明相應(yīng)的對策。
模擬信號的傳輸不同于數(shù)字信號的傳輸，如果激光器的調(diào)制信號強(qiáng)度為恒定，則即使激光器的平均驅(qū)動電流(信號的DC分量)變化，接收信號電平也幾乎不發(fā)生變動。因此，信號電平變動與平均驅(qū)動電流的變動無關(guān)，抑制信號電平變動的控制可以獨立于所述驅(qū)動電流控制而進(jìn)行。
例如，通過事先測定相對溫度變動的斜度效率的依賴性，將使調(diào)制信號強(qiáng)度根據(jù)溫度而變化的控制電路附加設(shè)置于調(diào)制電路2而實現(xiàn)。另外，在光傳輸系統(tǒng)中，考慮到傳輸損失的離差，一般是接收的動態(tài)范圍被確保，以使光接收器的接收電平可以變動，調(diào)制信號的振幅變動在一定程度被允許。
如上所述，通過本發(fā)明的驅(qū)動電流控制方式的平均光功率的溫度變動不會影響模擬信號的傳輸特性，其通過進(jìn)行獨立于調(diào)制度控制的信號電平調(diào)整從而得到實現(xiàn)。
另外，上述實施例的驅(qū)動電流控制構(gòu)成為控制平均光功率以不使從低溫到高溫的“馳豫振蕩頻率”劣化，但是在本發(fā)明中，低溫情況下的“馳豫振蕩頻率”的影響小，所以構(gòu)成為只在預(yù)定溫度以上的高溫區(qū)域進(jìn)行平均光功率控制。
另外，本發(fā)明是為了抑制由載體(搬送波)信號頻率而造成的發(fā)光元件的特性劣化，而采用以平均驅(qū)動電流的控制為目的而構(gòu)成的光發(fā)送器，而不涉及調(diào)制信號。
還有，以往為了正確測定現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體激光器的溫度，使溫度傳感器接近半導(dǎo)體激光，本發(fā)明的所述驅(qū)動電流的溫度控制針對動作環(huán)境溫度而進(jìn)行，溫度傳感器可以構(gòu)成為測定稍微離開為發(fā)光元件(半導(dǎo)體激光器)的位置的溫度。
其原因如下本發(fā)明的驅(qū)動電流控制方法下，由于高溫下驅(qū)動電流變大，發(fā)光元件(半導(dǎo)體激光器)的溫度上升。當(dāng)溫度傳感器檢測到這個溫度上升時，對發(fā)光元件(半導(dǎo)體激光)的驅(qū)動電流施加正的反饋，控制電路會陷入不能被控制的境地。
以上詳細(xì)地并且參照特定的實施方式說明了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進(jìn)行各種變更和修正。
本專利申請基于2004年1月15日申請的日本專利申請(特愿2004-007786號)，其內(nèi)容作為參考而被引用。
工業(yè)利用性根據(jù)本發(fā)明，通過控制如發(fā)光元件的平均光輸出(功率)隨溫度升高而增加的發(fā)光元件的平均驅(qū)動電流，可以有效的抑制高溫下由馳豫振蕩所造成的失真特性和RIN特性的劣化，同時，本發(fā)明作為采用光傳輸技術(shù)進(jìn)行圖像分配或移動裝置無線信號傳輸?shù)墓鈧鬏斚到y(tǒng)的光發(fā)送器有實用價值。
權(quán)利要求
1.一種光發(fā)送器，具有輸出被調(diào)制了光強(qiáng)度的信號光的發(fā)光元件，其中，該光發(fā)送器包括所述發(fā)光元件附近的環(huán)境溫度上升時使所述發(fā)光元件的平均光輸出增大的控制裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的光發(fā)送器，其中，所述控制裝置控制所述發(fā)光元件的平均驅(qū)動電流。
3.如權(quán)利要求2所述的光發(fā)送器，其中，所述控制裝置根據(jù)所述發(fā)光元件附近的環(huán)境溫度和所述發(fā)光元件的平均光輸出控制所述平均驅(qū)動電流。
4.如權(quán)利要求1所述的光發(fā)送器，其中，所述控制裝置僅根據(jù)與所述發(fā)光元件附近的環(huán)境溫度相應(yīng)的數(shù)據(jù)控制所述平均驅(qū)動電流。
全文摘要
本發(fā)明的課題是提供諸如發(fā)光元件的周圍的環(huán)境溫度變?yōu)楦邷氐那闆r下，通過進(jìn)行發(fā)光元件的平均驅(qū)動電流的控制以使隨著變?yōu)楦邷匕l(fā)光元件的平均光輸出功率變大，從而可以抑制高溫時由于馳豫振蕩而造成的失真特性和RIN特性的劣化的光發(fā)送器。
文檔編號H04B10/04GK1883089SQ200480034288
公開日2006年12月20日 申請日期2004年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月15日
發(fā)明者東鄉(xiāng)仁麿, 尾田勝哉, 佐藤吉保, 淺野弘明 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社