JPH0621542A - アナログ光送信器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】半導体レーザ２と、該半導体レーザ２をアナロ
グ変調するための駆動信号を発生する増幅器１とを含む
アナログ光送信器において、さらに、該増幅器１に入力
される入力信号レベルを調整することができる入力レベ
ル調整回路３を備え、飽和領域で動作する該増幅器１の
入力信号レベルを調整することにより該増幅器１におい
て発生する２次歪量を調節して、該増幅器１の２次歪特
性と該半導体レーザ２における２次歪特性とを互いに相
殺させることができるように構成されている。 【効果】基本的な構成を変更せずに歪の少ない光信号を
出力できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アナログ光送信器に関
する。より詳細には、本発明は、アナログ信号により半
導体レーザを変調して光伝送信号を発生する光送信器の
新規な構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、アナログ光伝送システムにおい
て使用されるアナログ光送信器の基本的な構成を示す図
である。

【０００３】同図に示すように、このアナログ光送信器
は、入力信号を受けて駆動信号を出力する増幅器１と、
増幅器１の出力を受けて光信号を発生する半導体レーザ
２とを含んで構成されている。

【０００４】この種の光送信器は、半導体レーザ以外の
構成部材において発生する歪をできるだけ抑制するよう
に構成されており、特に増幅器としては、入力信号レベ
ルに対する歪特性が低い増幅器を選んで使用している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体レー
ザをアナログ変調する場合、半導体レーザの電流・光特
性の非直線性によりその出力光信号には２次歪成分が発
生する。従って、ＣＡＴＶシステムのように、特に低歪
特性が要求されるアナログ伝送システムにおいては２次
歪の抑制が重要な課題となっている。

【０００６】しかしながら、前述のような従来の光送信
器の構成では、半導体レーザで発生する２次歪を低減す
ることはできない。

【０００７】そこで、本発明は、上記従来技術の問題点
を解決し、半導体レーザの特性の非直線性を補償するこ
とができる新規なアナログ光送信器を提供することをそ
の目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に従うと、半導体
レーザと、入力信号を受けて該半導体レーザに駆動信号
を供給する増幅器とを含むアナログ光送信器において、
更に、該増幅器に対する入力信号の信号レベルを制御で
きる入力レベル調整回路を備え、飽和領域で動作する該
増幅器に対する入力信号レベルにより該増幅器において
発生する２次歪量を調節して、該増幅器の２次歪特性と
該半導体レーザにおける２次歪特性とが互いに相殺しあ
うように構成されていることを特徴とするアナログ光送
信器が提供される。

【０００９】

【作用】本発明に係る光送信器は、その増幅器が飽和領
域で動作するように構成されており、さらに、入力信号
を適切に制御することによって、最終的に出力する光信
号の２次歪を効果的に抑制することができるように構成
されている点に主要な特徴がある。

【００１０】アナログ光送信器において２次歪みを補正
するためには、駆動電流に意図的な２次成分を発生さ
せ、これを半導体レーザの非線型性と相殺させることが
効果的である。そこで、本発明に係る光送信器では、駆
動信号を発生する増幅器の特性自体に２次特性をもた
せ、これを半導体レーザの非線型性と相殺させるように
構成している。

【００１１】即ち、本発明に係る光送信器では、その回
路的（信号経路的）な構成は従来の光送信器とほとんど
同じであるが、入力信号レベルを適切に設定することに
より飽和領域で動作する増幅器において発生する２次歪
量を制御できるように構成されている。

【００１２】このように構成された本発明に係る光送信
器では、最終的に半導体レーザから出力される光信号の
２次歪は効果的に抑制される。また、使用する増幅器自
体の歪量に対する要求はむしろ緩和される。

【００１３】更に、具体的に後述するように、自動入力
レベル調整回路により入力信号レベルを制御することに
より、一旦調整した光送信器の出力光信号の２次歪は、
常に自動的に抑制される。

【００１４】以下、図面を参照して本発明をより具体的
に説明するが、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎ
ず、本発明の技術的範囲を何ら限定するものではない。

【００１５】

【実施例】図１は、本発明に係るアナログ光送信器の具
体的な構成例を示す図である。なお、図５と同じ構成要
素には同じ参照番号を付している。

【００１６】同図に示すように、この光送信器は、入力
信号を受けて駆動信号を出力する増幅器１と、駆動信号
を受けて光信号を出力する半導体レーザ２と、更に、増
幅器１に対する入力信号レベルを所定のレベルに調整す
るための自動入力レベル調整回路３とを備えている。こ
こで、自動入力レベル調整回路３は、入力信号の伝送路
上に挿入された可変アッテネータ33と、外部からの入力
信号レベルを検出するためのピーク保持回路32と、ピー
ク保持回路32の出力を所定の参照レベルRef.と比較する
差動増幅器31とを備え、差動増幅器31の出力が可変アッ
テネータ33の制御端子に接続されている。

【００１７】図２は、図１に示した光送信器において使
用されている半導体レーザ２の駆動電流Ｉと出力光信号
パワーＰとの関係を示すグラフである。同図に示すよう
に、半導体レーザの特性には２次成分が含まれ、これは
Ｐ₀ 付近では下記の式１のように表すことができる。

【００１８】

【式１】Ｐ＝Ｐ₀ ＋ＡＩ＋ＢＩ² ＋ＣＩ³ ・・・式１

【００１９】尚、アナログ光送信器等て一般に使用され
る比較的線型性に優れた半導体レーザでは、上記式１に
おいて各係数がＡ＞０、Ｂ＞０、Ｃ＜０となる。

【００２０】一方、図３は、図１に示した光送信器にお
いて使用されている増幅器１の動作特性を示すグラフで
ある。同図に示すように、増幅器１の動作特性には高次
成分が含まれており、この高次成分は入力信号レベルＶ
inにより変化させることができる。このような増幅器１
の特性は、出力する駆動電流Ｉについて下記の式２のよ
うに表すことができる。

【００２１】

【式２】Ｉ＝αＶin＋βＶin² ＋γＶin³ ・・・式２

【００２２】図１に示した回路において増幅器１を飽和
領域で動作させると、入力信号レベルに対する出力光信
号パワーの関係は、４次以上の高調波歪を無視すると下
記の式３のように表すことができる。

【００２３】

【式３】 Ｐ＝αＶin＋（Ａβ＋α２Ｂ）Ｖin² ＋（Ａγ＋２Ｂαβ＋α３Ｃ）Ｖin³ ・・・式３

【００２４】従って、飽和領域で動作する増幅器１の入
力信号レベルを適切に設定して、下記の式４に示すよう
な関係が成立したときに、半導体レーザ２の非直線型特
性における２次成分を打ち消すような２次成分が増幅器
の特性に生じる。

【００２５】

【式４】Ａβ＋α² Ｂ＝０ ・・・式４

【００２６】以上のような構成により、増幅器１から出
力される駆動信号は、半導体レーザ２の非線型性を打ち
消すような特性を有しているので、最終的に半導体レー
ザから出力される出力光信号の非線型性は効果的に抑制
される。

【００２７】図４は、増幅器１として、市販のＲＦアン
プであるモトローラ社のＭＷＡ 230を使用して図１に示
した本発明に係る光送信器を構成した場合の、出力光信
号における相互変調歪の測定結果を示すグラフである。

【００２８】同図に示すように、本発明に従うアナログ
光送信器では、２次相互変調歪が最大で 7.5dB改善され
ていることが判る。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るアナ
ログ光送信器は、増幅器自体の特性により半導体レーザ
の非直線特性を打ち消すように構成されているので、光
送信器の基本的な構成を変更せずに歪の少ない光信号を
出力することができる。

【００３０】また、増幅器自体の発生する歪を低減する
ことについては従来の光送信器よりも要求が緩和される
ので、アナログ光送信器の部材としての増幅器の選択の
幅が広くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るアナログ光送信器の具体的な構成
例を示す図である。

【図２】図１に示した回路において使用される半導体レ
ーザの出力光信号パワーと駆動電流との間の特性を示す
グラフである。

【図３】図１に示した回路において使用される増幅器の
電流−電圧特性を示すグラフである。

【図４】図１に示した回路の動作特性を示すグラフであ
る。

【図５】従来のアナログ光送信器の典型的な構成を示す
図である。

【符号の説明】

１・・・増幅器、２・・・半導体レーザ、３・・・入力
レベル自動調整回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力信号を受けて駆動信号を発生する増幅
   器と、該増幅器の出力する駆動信号を受けて光信号を発
   生する半導体レーザとを含むアナログ光送信器におい
   て、更に、該増幅器に対する入力信号の信号レベルを制
   御できる入力レベル調整回路を備え、飽和領域で動作す
   る該増幅器に対する入力信号レベルにより該増幅器にお
   いて発生する２次歪量を調節して、該増幅器の２次歪特
   性と該半導体レーザの２次歪特性とを互いに相殺させる
   ことができるように構成されていることを特徴とするア
   ナログ光送信器。
2. 【請求項２】請求項１に記載されたアナログ光送信器に
   おいて、前記入力レベル調整回路が、所定の参照電圧を
   参照して入力信号レベルを所定の信号レベルに維持する
   自動入力信号レベル調整回路であることを特徴とするア
   ナログ光送信器。