JPS628583A - 電子デバイスの特性曲線の導関数を得るための装置及び電子デバイスの動作を制御するための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ーザーの特性曲線の導関数を得るための装置、及びデバ
イスの動作を制御するための方法に関する。

半導体レーザー　ダイオードは、光フアイバ通信あるい
は他の技術分野における放射源として頻繁に使用される
。多くの場合、レーザーは例えば、それぞれが論理１及
び論理Ｏに対応する２つのレベルの出力を持つパルスモ
ードにて動作される。例えば、光通信のためのデジタル
　データ送信機は、通常、ＤＣバイアス電流上に重ねら
れた高周波数変調電流によって駆動される。このＤＣバ
イアス電流の振幅は、通常、レーザー金しきい値付近に
バイアスするように選択される。このため、レーザー出
力はレーザーからの放射が全くあるいは殆どない状態に
対応する論理Ｏレベル、及びレーザーから放射が有限の
強度を持つ論理ルベルを持つ。ＤＣバイアス電流は幾つ
かの機能を持つが、最も重要な機能として、ターンオン
遅延を最少限にする機能及びデータ速度にてスイッチす
べき電流の量を最少限にする機能がある。

エージング及び温度の変動によってレーザーしきい値が
変動する可能性があるため、通常、フィードバックを使
用してバイアス電流を安定化することが必要となる。こ
の安定化全達成するた−めの幾つかの方法が知られてい
る。システム　アプリケーションにおいては、レーザー
の前面あるいは背面の外部光検出器とともに光ファイバ
　タップを使用する光学フィードバックを使用するのが
通常である。

例えば、Ｈ，フレセル（Ｈ，Ｋｒｅｓｓｅｌ　）編集、
第２版、１９８２年スプリスプー　バーラッグ社（Ｓｐ
ｒｉｎｇｅｒ　−ｙｅｒｌａｇ　）出版の著書：光ペー
ジ１８２−１８６のｐ、ｗ、シュとト（Ｐ、Ｗ。

３ｈｕｍａｔｅ　）及びＭ、デドメニコ（ｙｌ、　Ｄｉ
ｄｏｍｅｎｉ−ｃｏ　）の論文〔光波送信機（Ｌｉｇｈ
ｔｗａｖｅＴｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｓ）］　２参照スル
コと。コレら先行技術による安定化法はレーザーの光出
力を一定に保持するが、必ずしもバイアス電流全所定の
レベルに保持しない。吸光率に加え幾つかの送信機パラ
メータが、レーザーがちょうどしきい値にバイアスされ
ているか、しきい値以上にバイアスされているか、ある
いはしきい値以下にバイアスされているかによって強く
影響されるためこれは重大な欠点となる。例えば、レー
ザーがしきい値以下にバイアスされると、通常、追加の
ターンオン遅延が発生し、高速システム内ではデータ　
パターンに依存した変調エラーを起こす。また、単周波
数レーザー送信機では、変調電流がしきい値を通じてし
−ザーを駆動するため周波数シフトを起こすことがある
。さらに、単一ループ安定化システムでは、通常、バイ
アスがしきい値以下となると、レーザーの変動を制御す
るためのフィードバックの効率が減少する。これらに関
しては、例えば、Ｇ、アーノルド（Ｇ、Ａｒｎｏｌｄ　
）及びＰ、レーザー（ｐ。

Ｒｕ５ｓｅｒ　）、アプライド　フイジクス（Ａｐｐｌ
ｉｅｄｐｈｙｓｉｃｓ　）、ｖｏｌ、１４．１９７７年
１１月、ページ２５５−２６８；Ｒ，Ａ、リング（Ｒ，
Ａ。

Ｌｉｎｋｅ　）　、エレクトロニクス　レターズ（Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎｉｃｅ　１ｅｔｔｅｒｓ　）、ｙｏｌ、　
２０、Ａｌｌ、１９８４年５月、ページ４７２−４７４
；並びにＲ，Ｇ、スワーツ（Ｒ，Ｇ、　Ｓｗａｒｔｚ　
）及びＢ、Ａ。

ウーＬ／　イ（Ｂ、　Ａ、　Ｗｏｏｌｅｙ　）　、ベル
　システムテクニカルジャーナル（Ｂｅ１ｌ　Ｓｙｓｔ
ｅｍＴｅＣ）１ｎｌＣａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　）　、ｖ
ＯＬ　６２　、ＪＦｘ　７、パート１．１９８３年９月
、ページ１９２３−１９３６を参照すること。一方、レ
ーザーがしきい値以上にバイアスされると、吸光率が減
少する。

また、レーザーが加熱されたシ、古くなったシすると、
しきい値が増加する傾向を示し、当初しきい値以上だっ
たバイアス　レベルがこれ以下に落ちる場合がある。

これら及び他の事項からバイアス　ポイントをしきい値
あるいはその付近に安定化するための方法を開発するこ
とは非常に意味のあることであることがわかる。

以下に本発明を添付図面を参照しながら説明する。

周知のごとく、レーザーの動作抵抗、つまり、レーザー
のＶ／Ｉ特性の一次導関数は、通常、しきい値の所に“
キンク″　（Ｋｉｎｋ　）　ｆ持つ。これが第１図に示
されるが、第１図は量ｄＶ／ｄＩ’ｉ半導体レーザーを
流れる順電流の関数として示す。曲線のセクション１０
はレイジングしきい値以下の動作抵抗であり、セクショ
ン１１はレイジングしきい値以上の動作抵抗であり、動
作抵抗内の“キンク“と呼ばれる１２はレイジングしき
い値と一致する。これに関しては、例えば、Ｒ，Ｗ、デ
イクＪｏｕｒｎａｌ　）、ｙｏｌ、５５、屋７．１９７
６年９月、ページ９７３−９８０を参照すること。

半導体レーザーのＩ　／　Ｖ特性の一次及゛び二次導関
数の測定に関する報告がある。この方法による測定は、
通常は、レーザーに正弦低周波数テスト電流Δ■・ＣＯ
Ｓ　（ωりを注入することによって行われる。この方法
では、−次導関数ｄＶ／ｄＩが周波数ωの電圧レスポン
スの成分を同期的に検出することによって測定される。

また、二次導関数ｄ”Ｖ／ｄＩ２も同じように２ωの所
の電圧レスポンスの成分を検出することによって測定で
きる。これより高いオーダーの導関数も、原理的には、
テストレスポンスの追加のハーモニックを検出すること
によって測定可能である。しかし、信号源内に回避でき
ないハーモニックのひずみが存在するため二次導関数あ
るいはこれより高いオーダーの導関数を正確に測定する
ことは困難である。さらに、この方法は比較的複雑な計
器を必要とする。

追跡を行いレーザー　バイアスをしきい値の所で安定さ
せる方法が知られている。例えば、Ｄ、Ｗ、スミス（Ｄ
、　Ｗ、　Ｓｍｉ　ｔｈ　）及びＰ、Ｇ、ホギ：／　ソ
：／　（Ｐ、Ｇ、　Ｈｏｄｇｋｉｎｓｏｎ　）　、第１
３回回の議事録（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈ
ｅ　１３ｔｈＣｉｒｃｕｉｔｓａｎｄ　Ｓｙｓｔｅｍｓ
　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｙｍｐ。

−ｓｉｕｍ）、ヒユーストン、１９８０、ページ９２６
−９３０は小さなレーザー　テスト電流の同期的光学検
出に基づく光学的方法について説明するが、これは最適
の性能を得るために低周波数テスト信号と高速データの
ミキシングを必要とする。

しきい値の検出を完全に電子的に行う方法がＡ、アルバ
ニーズ（Ａ、　Ａｌｂａｎｅｓｅ　）によって、ベル　
システム　テクニカル　ジャーナル（Ｂｅｌｌ　３ｙｓ
ｔｅｍ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　）、Ｖ
ｏｌ。

５７、屋５．１９７８年５月−６月、ページ１５３３−
１５４４に開示されている。この方法はレーザーを電気
的に２つのシリーズの成分としてモデル化することに基
づく。第１の成分は一定の抵抗でアシ、第２の成分はレ
ーザーしきい値の所で飽和するジャンクション電圧を持
つダイオードに似た特性を持つ。演算増幅器を使用して
、抵抗成分がバランスされる。次に、データ変調電流に
応答してジャンクション電圧の変化を測定することによ
ってエラー電圧信号が生成される。ジャンクションが飽
和されると、変調電流はジャンクション電圧に変化を与
えないはずである。しかし、しきい値以下のバイアスで
は、ジャンクション電圧に検出可能な変化が観察される
はずである。従って、変調電流によって生成されるエラ
ー信号全フィードバック回路に使用してバイアス電流を
しきい値以下のしきい値に近いレベルに調節することが
可能である。

上の方法はフィードバック回路による変調信号の検出を
必要とし、このため高周波電子回路が必要である。この
方法はまたデータ内の論理１パルスの発生頻度にセンシ
ティブであり、レーザーの直列抵抗を注意深く調節する
必要があり、これは温度とともに追跡する必要があフ、
また、この方法は多くのレーザーがしきい値の所で強い
ジャンクション電圧飽和を示さないという事実から大き
な制約を受ける。

上の議論かられかるように、レーザーのバイアス電流を
しきい値にあるいはこの付近に安定させるためのこれら
方法は大きな欠点を持つ。広い範囲の動作温度及び他の
動作条件を通じてレーザーのバイアス電流をしきい値あ
るいはこの付近に安定させることは非常に重要な問題で
あり、従って、これら方法にて遭遇される欠点を持たな
い簡単で低コストにて実現できる方法全開発することは
非常に意味のあることである。

本発明による電子デバイスの特性曲線の導関数を得るた
めの装置は特性曲線上の動作ポイントを決定するために
デバイスに電気バイアスを加えるための第１の装置、デ
バイスに周波数ｆ、の第１の非正弦成分を持つテスト信
号を加えデバイスに加えられたテスト信号に応゛答する
第１の信号を得るための第２の装置、第１の信号からそ
のバイアスによって決定される動作ポイントの所の特性
の導関数と比例する第２の信号を得るための第３の装置
、及びこの第２の信号に応答する使用装置を含む。

本発明によるデバイス電圧とデバイス電流の関係を説明
するあるＶ／Ｉ／性を持つ電子デバイス動作を制御する
方法は、ｖ／工特性上の動作ポイントを決定するために
デバイスに電気バイアスを加えるステップ、デバイスに
周波数ｆ、の第１の非正弦成分を持つテスト信号を加え
るステツ　、デバイスに加えられたテスト信号に応答し
て第１の信号を得るステップ、この第１の信号からその
バイアスによって決定さｎる動作ポイントの所のＶ／Ｉ
／性の導関数に比例する第２の信号を得るステップ、第
２の信号と基準信号との振幅の差ｔｉわすエラー信号を
得るステップ、及びこのエラー信号に応答してバイアス
を調節するステップを含む。

レーザーに適用するさいは、本発明はレーザーの電気的
特性に依存するが、レーザーのジャンクション電圧の飽
和を必要とせず、またレーザーの直列抵抗とデータパタ
ーン′との双方に対し反応を示さない。

本発明の１つの実施態様においては、電気デバイスの制
御には、非正弦テスト信号にてバイアスヲディザリング
し、同期的にこれに応答する信号を検出するステップが
含まれる。

例えば、バイアスがバイアス電流であるときは、テスト
信号は、振幅Δ■の方形波のテスト電流であり、これに
応答する信号は電流ディザ−によって起こされる電圧の
変化ΔＶである。測定の瞬間のバイアス電圧に対応する
ポイントのＶ／Ｉ／性の一次導関数はこうして測定され
たΔＶに比例する。っ１シ、以下のように表わすことが
できる。

二次導関数を得るためには、第２の非正弦（好ましくは
方形）成分がテスト信号に加えられる。ここで、■／工
時特性導関数はバイアス　ポイントに近い２つのポイン
トで測定さｎｌそしてｄ　２ｖ　／　ｄ　（２が二次導
関数の基本的な定義と類似の方法によって決定される。

さらに高いオーダーの導関数もテスト信号への非正弦成
分の追加を伴うこの方法を拡張することによって簡単に
得ることができる。

本発明はまたデバイス特性を測定するための装置として
も具現できる。例えば、電子デバイス（例えば、半導体
レーザーあるいはトンネル　ダイオード）間の電圧の高
次の導関数をデバイスを流れる電流の関数として測定し
たシ、するいは半導体レーザーの光出力の高次の導関数
をバイアス電流の関数として測定するのにも使用できる
。

本発明はまた半導体レーザー放射源、光フアイバ伝送媒
体、信号周波数にてレーザーの出力を変調するための装
置、放射される出力を光ファイバに納会するための装置
、及びファイバを通じて伝送された後にこの光を検出す
るための装置を含む通信システム内にも具現できる。レ
ーザーはレーザー間の電圧とこれを流れる電流との関係
を説明するあるＶ／１特性を持つ。システムはさらにレ
ーザーにバイアス電流を加える装置、及びレーザーを流
れる電流全変化させる装置を含むこともできる。さらに
、このシステムは、バイアス電流を、典型的には、バイ
アス電流がそのＶ／Ｉ特性上の特定のポイント、例えば
、デバイスのレイジングしきい値あるいはこの付近に対
応する電流と同一に保持されるように調節するための電
子装置を含むこともできる。レーザーしきい値に対応す
る電流は、通常、温度及び／あるいは時間の関数として
変化する。

本発明を具現するシステムでは、バイアス電流が必ずし
も一定に保持されず、かわりにシステムがバイアス電流
がしきい値電流、あるいはＶ／Ｉ特性上の他の適当なポ
イントを追跡するように調節される。

バイアス電流を調節するための装置はレーザーにテスト
電流音訓えテスト電流によって起こされたレーザー間の
電圧の変化に比例する第１の信号を得るための第１の装
置を含む。

ここで、テスト電流は信号周波数より低い周波数１１の
非正弦の第１の成分全台む。この調節装置はさらに、レ
ーザーに加えられるバイアス電流に対応するポイントの
Ｖ／Ｉ特性の導関数に比例する第２の信号を得るための
第２の装置、第２の信号と基準信号の差に比例する第３
の信号を得るための第３の装置、及び第３の信号に応答
してバイアス信号を変化させるための第４の装置を含む
。

通信システムの動作をこのように制御するのはより広い
プロセス制御技術の特定の例にすぎない。より一般的に
は、あるプロセスは１つあるいは複数のパラメータＹｊ
（ｊ＝１．２、・・・）の関数である１つあるいは複数
の変数Ｘ１（ｉ＝１．２、・・・）を指定することによ
って記述される。−例として、変数は金属の電気メッキ
の速度で、パラメータは温度、槽内の各種のイオンの濃
度、等であり得る。

この一般的な技術はプロセス変数の導関数をプロセス　
パラメータの関数として決定する、つまりｄＸｉ／ｄＹ
ｊ　（ｎ＝１．２．３−）を決定することから成る。こ
れは、ここに説明のｄｎＶ／ｄＩｎヲ決定する方法と類
似の方法にて行われる。つまシ、パラメータＹｊヲ非正
弦的て変化させ結果としてのＸｉの変化を測定すること
によって決定される。通常、任意のパラメータ及び／あ
るいは変数の値を測定するために電気出力を持つセンサ
が使用され、センサの出力から、例えば、ここで説明の
導関数を得るのと類似の方法でｄｎＸ＋　／ｄＹＪに比
例する電気量が測定される。この電気量が次に目標値と
比較され、エラー信号が生成され、このエラー信号が１
つあるいは複数のプロセス　パラメータを調節するのに
使用される。この導関数に基づくプロセス制御は独立し
て使用することも、あるいは導関数の決定を含まない周
知のフィードバック制御法との関連で使用することもで
き、プロセス変数Ｘｉの１つに強い非線形性あるいは不
連続性を示すシステムに特に有効である。この非線形性
は、通常、高次の導関数ｄ　”Ｘ　ｉ　／　ｃｔｙ　Ｉ
ｉ＋の所で顕著となり、プロセス制御のために非常に有
効である。

例えば、半導体レーザーを安定化させるために、本発明
による方法は、電圧導関数ｄ”ｖ／ｄＩｎ（ｎ＝１．２
．３−）　ｋ決定するために同期的なデータの検出及び
正確なタイミングでの同期的な基準クロックの相反転を
伴なう新規のリアルタイム　デジタル技術を使用できる
。この新規な方法は従来の“ハーモニックひずみ“法に
よって理論的に達成可能な精度とほぼ同一の理論精度を
持ち、簡単に入手できる集積回路を使用して、簡単に安
価に実現することができる。これは、特に、半導体レー
ザーを放射源とする光通信システムに簡単に使用できる
。

周知のハーモニック検出法と異なり、′ＰＤＤＥ　（ｐ
ｈａｓｅｄ　Ｄｊｇｉｔａｌ　［）ｅｒｉｖａｔｉｖｅ
　Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ）と呼ばれる本発明による方法
は、正弦波でない、好ましくは、方形波のテスト電流を
使用する。これが本発明が先行技術による方法と大きく
異なる点であり、このためこの方法の実現に非常に確立
されたデジタル技術を使用することが可能となる。

次にＰＤＤＥの原理を一次電圧導関数の決定、並びにこ
れに続く二次及び三次導関数の決定との関連において説
明し、これから任意のオーダーの導関数を決定するため
の一般な原理を明らかにする。

この電流に対する一次電圧導関数は周波数ｆ、の小さな
振幅（典型的ては方形波）のテスト電流ΔＩ＋’ｆレー
ザーに加えながら、バイアス電流１ｂ６ゆっくり掃引す
ることによって測定される。テスト電流に応答しての電
圧の変化ΔＶ、が同期的に測定される。（動作抵抗ＲＬ
　）である−次電圧導関数は本質的にΔＶ、／Δ工１に
等しい。

テスト電流に応答してΔＶｓｅ決定するための一例とし
ての回路が第４図に示される。

電源４１によってＤＣバイアス電流Ｉｂがレーザー４０
を流れるようにさｎる。クロック４２は周波数ｆ１の方
形波クロック信号を生成する。４２の出力は電源４３に
加えられるが、電源４３は周波数ｆ１のテスト電流Δ■
。

をバイアス電流上に重ねる。レーザー４０間の電圧のＤ
Ｃ成分はハイ　パス　フィルタ４４によってブロックさ
れ、レーザー電圧のＡＣ成分は同期検出器４５の信号入
力に供給される。同期検出器は対の増幅器Ａ１及びＡ２
、並びに比較器Ｃ１から構成される。同期検出器は当分
野において周知でアシ、通常、二重平衡ミキサーと呼ば
れる。この増幅器は補間的な利得特性を持つ。つま、９
、ＡＩは＋Ｘの利得を持ち、そしてＡ２は−Ｘの利得を
持つ。クロック出力もＣ１の非反転入力に接続され、比
較器の出力が周波数ｆ１の所でスイッチし比較器出力の
極性によって同期検出器の出力が同一周波数にてＡ１と
Ａ２の間でスイッチされるように基準電圧が基準入力に
加えられる。同期検出器の出力がロー　パスフィルタ４
６に出力のＤＣ平均をとるように加えられる。このＤＣ
平均はΔＶ、に比例し、従って、ＲＬに比例する。比例
係数Δ１１と利得係数Ｘ／２によってスケーリングされ
ると、これはレーザーの電圧導関数となる。

第４図に示される回路においては、テスト電流と同一周
波数にて変化する信号成分のみが出力の所で同位相にて
加えられる。他の成分はあるゼロ周波数に混合されロー
　パスフィルタにて除去される。

導関数の定義、ｄＲＬ／ｄＩ〜ΔＲＬ／ΔＩ＝　（ＲＬ
（４）−ＲＬ（Ｂ））／ΔＩ２、及びＲＬ（Ａ、　Ｂ）
＝ΔＶＩ　（Ａ、　Ｂ）／Δ■、より、以下が成立する
。

ｄ２Ｖ／ｄＩ２〜（Δｖ１囚−ΔＶｌ（Ｂ））／Δ１１
Δ■２゜ここで、サブスクリプトＡ及びＢｉｔデバイス
のＩ／Ｖ特性上のＡＩ２だけ異なる２つのポイントを同
定する。

従ッテ、二次電圧導関数はデバイスに２成分テスト電流
を加えることによって決定でき、ることがわかる。振幅
Δ＋１の成分の１つは周波数１１　を持ち、前述のよう
に使用される。

もう１つの成分は振幅ΔＩ２及び周波数ｆ２金持ち、Ａ
Ｉ２だけ離れた２つの測定ポイントＡ及びＢを確立する
ために使用される。前述のごとく、これら成分は典型的
には非正弦波であり、好ましくは、方形波である。例え
ば、前者には振＠５００μＡの１　ｋＨｚディザ−を使
用し、後者には振幅１ｍＡの１２５　Ｈｚディザ−を使
用することができる。

第７図は本発明による二次電圧導関数の決定に使用され
る一例としてのテスト電流を示す。バイアス電流Ｉｂ上
には周波数ｆ２、ビーク−ビーク振幅ΔＩ２の遅い方形
波、並びに周波数ｆ１、ビーク−ビーク振幅Δ工１の速
い方形波が重ねられる。第７図、第８図及び第９図の時
間軸上に示される“＋１　／／及び“−１“はテスト電
流と同期検出器の比較器入力信号の間の位相差のコサイ
ンを示す。

第５図にはレーザーのＶ／Ｉ特性の二次電圧導関数を決
定するための一例としての回路が示される。この回路は
一次回路を決定するための前に説明の回路と類似する。

クロック４２の正常の出力は÷Ｎデジタル　カウンタ５
１、電圧スケーリング／サミング　ジャンクション５２
、及び２→１マルチプレクサ５３のＡ−人力に加えられ
る。カウンタ５１の目的は周波数ｆ２のΔ■２　信号を
生成することにある。クロック４２はまたマルチプレク
サ５３のＢ−人力に加えられる反転出力５（ｌ持つ。マ
ルチプレクサ５３は正常、あるいは反転されたクロック
信号を同期検出器４５の比較器入力に送る。正常か反転
クロック信号かの選択は周波数ｆ２　の信号によって、
比較器入力の位相ｔ＋／２ｆ２の間隔で１８０゜シフト
することによって制御される。これは検出器の入力ｆ２
及びｆ、の両方の成分を掛ける効果を持つ、期間０＜　
ｔ　〈１／２　ｆ２の間に周波数ｆ１の電圧成分に＋１
を掛け、期間１／２ｒ２＜ｔ＜１＜ｒ２に−１を掛ける
結果となる。

ロー　バス　フィルタリングの後の検出器出力はΔＶｌ
（Ａ）ΔＶｌ（Ｂ）に比例し、積Δ■、Δ工、による正
規化の後の出力は二次電圧導関数に比例する。

三次電圧導関数も同様に計算することかできる。Ｉ／Ｖ
曲線上の抵抗を測定すべき４つのポイントＡ、Ｂ、Ｃ及
びＤｌここでは、簡素化の目的でポイントＢとＣが一致
するように選択することによって以下を得ることかでき
る。

ｄ　３ｖ／ｄ　Ｉ　ｓ〜（ΔＶ１（Ａ）−２ΔＶ、（Ｂ
）＋ΔＶｌ（Ｄ））／ΔＬΔＩ：、　　　　　゛三次導
関数を決定するために有効なテスト電流の一例が第８図
に示される。″この波形は、４つの成分、つまシ、１つ
のＤＣバイアスＩｂ、及び３つの方形波成分から構成さ
れる。

ＡＣ成分の１つは周波数ｆ２／ｌ−持ち、もう１？は周
波数’ｔｆ持ち、そして第３の成分は周波数’＋ｔｌ”
持つ。ここで、ｆｌ＞’！である。

図示されるごとく、前の２つの成分は両方ともビーク−
ビーク振幅ΔＩｚ’ｔ”持ち、後者はΔＩ＋ｆｆｉ持つ
。また、図示されるごとく、ｒｌ＝４ｆ２である。ただ
し、これらの関係は単に一例としてのものである。第８
図には上で説明の４つの時間間隔も示される。

第６図はデバイス４０のＶ／Ｉ特性の三次電圧導関数を
決定する能力を持つ一例としての回路を示す。この回路
が第５図に示される回路と類似することは図から明らか
である。

唯一の差異は５１に続くデジタル÷２カウンタ６０であ
る。カウンタ６０の出力はｆ２の１サイクルの間に一回
変化する。カウンタ６０の出力がｆ、とｆ、にて変化す
る信号と加算されると、第８図の階段関数が生成される
。

信号の検出は前と同様に同期であり、三次導関数を決定
するために必要とされる減算動作はＡ及びＤ期間に対し
てＢ及びＣ期間て同期検出器を１°８０°相をずらすこ
とによって達成される。

上の説明から、任意のオーダーの導関数を生成できるこ
うが明らかである。例えば、四次電圧導関数は第９図に
示される一例としてのテスト電流を使用し、検出ミキサ
ーの位相を適当に調節することによって生成することが
できる。第９図に示される電流はＤＣベース電流上に重
ねられた４つの方形波から構成される。この−例として
のＡＣ成分は周波数３ｆ２．２’２、’２、及びｆ、を
含む。

同一のテスト電流及び専用のミキサーを使用して幾つか
の導関数を同時に測定することが可能である。例えば、
第８図に示されるテスト電流及びそれぞれテスト間隔Ａ
、　　Ｂ、　Ｄ及びＣを使用して、ミキサーに＋１＋１
＋１＋１移相を与えることによってｄｖ／ｃＨを、−１
、−１＋１＋１移相を与えることによってｄａｙ　／ｄ
工２を、そして＋１−１−１＋１移相を与えることによ
ってｄ３ｖ／ｄｒ３−ｑ測定できる。この方法は、当業
者において明白であるごとく、三次以上の高いオーダー
の導関数に適用することもできる。

ＰＤＤＥ法の数学的分析は基本的に高い精度を持ち、エ
ラーの大きさは導関数のオーダーが増加すると増加し、
またＩｂに対するΔ■１及び／あるいはΔ工２の比とと
もに増加することを示す。例えば、指数のＩ／Ｖ曲線で
は、−ΔＬが帆５ｍＡに等しくΔ■２が１　ｍＡに等し
いとき、エラーは、−次導関数ではＩｂが２ｍＡより大
きい場合、二次導関数では６　ｍＡより大きな場合、そ
して三次導関数で（ｄｌｌｍＡより大きな場合１％以下
である。

ＰＤＤＥ法は任意のデバイス特性の電圧導関数を生成す
るのに使用でき、そして原理的には、ある１つのシステ
ム　パムメータの導関数をもう１つのシステム　パラメ
ータとの関連で決定するのに使用できるが、この方法の
特に゛重要な用途に以降に説明のように半導体レーザー
のレーザーのしきい値あるいはその付近への安定化があ
る。

第２図はレーザーのＶ／Ｉ特性のＩｂの関数としてのｄ
２ｙ／ｄＩ２に示す。ここで、２１がしきい値と対応す
る。曲線２０上のポイントＡ及びＢはそれぞれしきい値
の少し下及び上のバイアス電流を同定する。単純なフィ
ードバック法は通常しきい値に対するバイアス位置（つ
まり、上あるいは下）を決定することができず、従って
、任意の初期バイアスとして正しく機能しない。典型的
には、よりの関数としてのｄ３Ｖ／ｄＩ”ｉ示す第３図
から明らかなように三次導関数安定法を使用する方が得
策である。任意のバイアス　ポイントＦ。

ＧあるいはＩｉ使用することが可能であり、ポイントＦ
ではＩｂ＜Ｉｔｈ、ポイントＧではＩｂ〜１ｔｈ、そし
てバイアス　ポイントエではＩｂ　＞　’１’　ｔｈに
おいて安定した動゛作が保証される。

第１０図には一例としてのフィードバックループの機能
図が示される。ブロック１００は定電流源４３によって
生成されるテスト電流に応答して測定される二次あるい
は三次導関数に比例する電圧を生成する。ブロック１０
０の出力電圧は反転され、１０１内で基準電圧ＶＲ，と
加えられ、結果としての複合信号が１０２内でロー　バ
ス　フィルタリングされ、こうして生成されたＤＣ導関
数信号が増幅器１０３内で増幅され、加算器１０４内で
第２の基準電圧ｖＲ２と加えられ、そしてこの電圧合計
がレーザー　バイアスＩｂを直接に制御するためにトラ
ンスコンダクタンスステージ１０５に送られる。

特に好ましい安定化法においては、二次導関数がしきい
値の位置を検出するのに使用される。これは以下のよう
にして達成される。

パワーがレーザーに加えられると、電流がしきい値以上
であることが知られているポイント、例えば、第２図の
ポイントＣＫあらかじ　。

めバイアスされる。二次導関数によって生成されるエラ
ー信号によるフィードバックを使用することによって、
このバイアス電流が第２図のしきい値のすぐ上のポイン
トＢに収束するようにされる。この時点において、二次
導関数の安定化が完了し、レーザー　バイアスをこのポ
イントに維持することもできる。

しかし、三次導関数の安定を行いバイアス電流を第３図
のちょうどしきい値であるポイントＧにすることもでき
る。この場合は、三次導関数に基づくエラー測定にスイ
ッチし、レーザー　バイアスを第３図のポイントＧに近
い三次導関数安定領域に押すために負の”キックバツク
“電流を加える。このキックバック電流は最初バイアス
を第３図内のポイントＩに近い所からポイントＪとＨの
間のどこかに移動させる。次にフィードバックによって
バイアスがポイントＧに収束される。この二次／三次導
関数安定法の組合わせられたものについて以下に説明す
る。

要素１００を二次導関数に比例する電圧を生成するよう
にセットし、時間ｔ＝０において第１０図の回路にパワ
ーを加えると、ｔ＝ＯにおいてＩｂ＝ｇｍＶＲ２となる
。ここで、ｇｍは１０５のトランスコンダクタンスであ
る。こうして、ＶＲ２はパワーをオンしたときにレーザ
ーをしきい値より十分に上、例えば、第２図のポイント
Ｃにバイアスするように調節される。Ｌがフィードバッ
ク　ループの時定数より非常に大きな場合は以下が成立
する。

Ｉｂ〜Ｉｔｈ＋ＶＲ，／（Δ■１Δｌ２Ｃ２）−に２／
Ｃ２ここで、Ｋ２はしきい値の所の二次導関数ピークの
負の最大の逸脱であり、”ｔはしきい値のすぐ上の導関
数の正の傾きでラシ、そして他の量は前に定義した通り
の意味を持つ。ＶＲ。

は好ましくはレーザーをしきい値より少し上、例えば、
第２図のポイントＢにバイアスするように選択される。

時間ｔ′＝０において、安定な二次導関数安定化ポイン
トが得られた後に、要素１００の動作が三次導関数に比
例する出力を提供するようにスイッチされると、時間ｊ
＝Ｑ　　に於て以下が与えられる。

こｎは切り換え時点でのＩｂが二次導関数バイアス　ポ
イントに依存し、ｖＲ２全２ヲアスを実質的に瞬間的に
三次導関数収束の正しいゾーン内に移動するように調節
する必要があることを示す。これは典型的には約１　ｍ
Ａの負の電流シフトを必要とする。ｔ′→〆の場合、一
般的に以下が成立する。・ ■ｂ〜■ｔｈ−１−ｖＲＩ／（ΔＩＩΔ■寥Ｃ３）。

ここで、Ｃ８はしきい値の所の三次導関数曲線の傾きに
比例する定数である。従って、しきい値の所に安定化さ
せるため、ｖＲＩはゼロにセットする必要がある。

標準の市販の要素のみを使用した一例としてのレーザー
安定化回路が実現された。使用されたＩＣはテーブル１
に示される通シである。

テーブル１ 集積回路カタログ 要素　　　説明 ｒｃＩ　　　　ＬＭ５５５タイマ ＩＣ２４０１３ＣＭＯＳシュアルＤフリップフロップＩ
Ｃ３４０２４ＣＭＯＳカウンタ ＩＣ４、ＩＣ４′１４５３８０Ｍｏｓモノステーブルマ
ルチバイブレータＩＣ５４０１６ＣＭＯＳＭＯＳクラオ
ツドログスイッチ１０６　　　　ＡＤ６３Ｃ同期変調器
／復調器ＩＣ７ＡＤ６３Ｃ同期変調器／復調器 ＩＣ８ＬＦ３４７クウオツド演算増幅器ＩＣ９ＬＦ３５
３シュアル演算増幅器 ＩＣｌ０　　　ＬＦ３５１演算増幅器 ＩＣＩＩ　　　ＬＦ３５１演算増幅器 ＩＣ１２ＬＦ　３５３シユモ ＩＣｌ３　　　　５０２ＢＷウ工スタンエレクトリツク
構築ブロツク第６図の点線６１によって囲まれた回路の
部分が第１１図にょシ詳細に示される。周知のあるいけ
当業者によって簡単に推測できる回路の詳細は原則的に
示されていないが、これら詳細には、例えば、ＩＣのビ
ン番号、電圧、幾つかのブロッキングあるいはバイパス
コンデンサ、幾つかの電流制限あるいは分圧抵抗体等が
含まれる。

第１１図の回路は２つのモード、つまり、二次導関数及
び三次導関数にて動作する。動作モードはモノステーブ
ルＩＣ４及びＩＣ４’によって決定され、”　５ＴＡＴ
ＵＳ　ＯＵＴ″にょって示される。パワーが加えられる
と、ＩＣ４は３０秒パワー　オン　パルスを生成する。

この期間は５ＴＡＴＵＳは高値であり、これは二次導関
数動作を示す。このパルスが終了した時点で５ＴＡＴＵ
Ｓは低値となるが、これは三次導関数動作を示す。この
回路はスイッチＳＷ。

を閉じることによって二次導関数動作にされる。システ
ム　タイマＩＣＩは約５０　ｋ）（ｚにて動作する。フ
リップフロップＩＣ２Ａは５０％の衝撃係数でこのクロ
ック１２５ｋＨ２に分割する。これは回路内の非常に重
要なタイミング成分であり、Δ工、ヲ与え検出器を同期
するクロック信号ｆ、及びｆ２を生成する。

カウンタＩＣ３の÷４出力は二次クロックｆ２＝ｆ＋／
４ｉ生成するが、コレは約６．２５　ｋＨ２に等しい。

ＩＣ６はＩＣ２Ｂによってクロックされる平衡変調器で
あるが、周波数ｆ２がこの信号入力に加えられる。この
回路が二次導関数モードにある場合、フリップフロップ
ＩＣ２Ｂは０に保持され、ＩＣ６の出力はこの入力と同
一、つまシ、周波数ｆｌ／４　ノＯＶ、　＋　１５Ｖ１
０Ｖ。

＋　１５　Ｖ％・・・パルスのトレインとなる。この回
路が三次導関数モードにあるときは、フリップフロップ
ＩＣ２ＢはＩＣ３によって÷２カウンタＣ第６図のブロ
ック６０）としてクロックされる。これはＩＣ６の出力
をＩＣ３からのパルスが一つ置に反転さｎるようにする
。この例では、ＩＣ６の出力はＯＶ、　＋１５Ｖ、　Ｏ
Ｖ。

−１５Ｖ、　ＯＶ、　＋１５Ｖ、・・・の反復パターン
を持つ。

第１１図の破線１００によって囲まれた回路の部分は実
質的に第６図の要素５２及び４３に対応する。演算増幅
器ＩＣＩ　Ｏの負の入力はフィードバックＩＣｌ０によ
って増分的にアースされる。約０．５ｍＡのビーク−ビ
ーク振幅のテスト電流Δ工、がＩＣ２Ａによって生成さ
扛る。ＩＣ６によって約１ｍＡの振幅を持つステップ電
流Δ工、が生成さｎる。Ｒａｓは総合注入テスト電流を
常に正に保つためのオフセットを提供する。最後に、Ｒ
１４及び状態信号がテスト電流をその平均値が動作モー
ドと関係なく約１ｍＡになるように平衡させる。

ＩＣ５は第６図の５３に対応するデジタル→２→１マル
チプレクサであり、機能的には単極／双投スイッチを形
成するよ゛うに接続さ扛たアナログ　スイッチに等しい
。結果としての“５ＹＮＣＨ“出力が同期検出器に加え
られる。当業者においては、工Ｃ５の代わシに排他的Ｏ
Ｒゲートを使用できることも理解できよう。

第１２図は第６図の破線６２によって囲まれれた要素に
実質的て対応する回路の詳細、並びにこの図の要素４１
を示す。当業者にとって明白であるごとく、この回路の
動作に必要な全ての受動要素が示されているわけではな
い。当業者にとっては、この回路の詳細を簡単に設計で
きよう。

この回路の中心は同期検出器ＩＣ７であるが、この精密
要素が単一チップ上の検出器機能の全てを提供する。”
１ｔｅｓｔはＩ　ｔｅｓｔ　Ｋ応答してのレーザー間の
電圧の変化であり（第１１図を参照）、レーザー陰極と
できるかぎり接近して測定される。この電圧はｒｃ８Ａ
によって５倍に増幅され、ハイ　パス　フィルタリング
され、次に、それぞれＩＣ８Ｂ及びＩＣ８Ｃによって連
続的に２０倍及び３倍に増幅される。ＩＣ８０Ｃの出力
が再びハイ　パスフィルタリング（フィルタは図示なし
）され、次にＩＣ７の信号入力に加えられる。ＩＣ７は
ＩＣ５からの５ＹＮＣＨ信号によってクロックされる。

ここで、’ｌのＶｔｅｓ　ｔの部分のみが同期信号と同
相とされる。他の周波数成分はランダムな位相にて出力
に向けてシフトされ、Ｃ８及びＲ３０から構成さｎるロ
ー　パス　フィルタによって除去される。

ＩＣ９はＩＣ７の出力にオフセットＶＲ，ｋ加えるが、
これはＰ、及びＰ、によって調節できる。トランジスタ
Ｑ６、Ｃ７及びＣ８は正及び負の両方のオフセットの調
節を可能とする回路を形成する。この回路が二次導関数
モードにあり、５ＴＡＴＵＳが高値であるときは、Ｐｌ
のみがオフセット全制御し、回路が三次導関数モードに
あシ、５ＴＡＴＵＳが低値であるときは、Ｒ２のみがオ
フセットを制御する。

これらオフセット制御は典型的にはレーザーあるいはレ
ーザー　パッケージの系列に対して正しく調節されるべ
き゛である。ＪＦＥＴＪ、はパワーがオフであるとき、
ｃｓｅアースする。

Ｃ６上の電圧は回路の状態てよって−ｄ２ｙ／ｄ■２あ
るいは−ｄ３Ｖ／ｄＩ３に直接に比例する。

（第１０図内の増幅器１０３に対応する）ＩＣＩＩはこ
の電圧を１００倍だけ増幅する。

ＩＣＩ　１の出力はＩＣ１２の入力の所で２つの他の信
号と加算される。これら信号の最初の信号は比例ｖＲ２
、つまシＰ３によってセットされるパワーがオンにされ
たときにレーザー内の初期バイアス電流を決定するため
のＤＣ電圧である。Ｒ３９は回路が二次導関数モードか
ら三次導関数モードにスイッチされたとき、約１ｍＡの
“キックバック“電流を提供する。これは二次導関数モ
ードから三次導関数モードにスイッチされた瞬間にレー
ザーバイアスが三次導関数安定領域に入ｎられることを
保証する。最後に、ＩＣ１２は実際のバイアス電流をレ
ーザーの陰極に加える。

電流をレーザーの陽極に加える別の電圧対電流変換器も
当業者にとって明白である。

、上に説明のデバイス安定化技術は広い用途を持ち、レ
ーザーの安定化はこの一例に過ぎない。好ましい用途と
して、この方法で安定化されたレーザーが光フアイバ通
信システム内で使用°される。このシステムは周知であ
り、詳細な説明を必要上しない。第１３図はこのシステ
ムを簡略的に示す。ここで、レーザー４０は線１３７を
放射するが、これは結合装置１３０によって光ファイバ
１３１に結合され、ファイバを通じての伝送の後に検出
器１３２によって検出される。バイアス電流がバイアス
電流１３３によってレーザーに提供され、また高周波数
変調電流が変調電源１３２によってレーザーに提供され
る。バイアス調節器１３４はレーザー電圧及びＤＣバイ
アスを示す信号をそれぞれ接続１３５及び１３６を介し
て受信し、制御信号を１３３に供給し、これによってＤ
Ｃバイアス　レベ゛ルが制御される。

前述したごとく、通信システムの動作を制御するための
この技術はより広い用途を持つプロセス制御技術の一例
である。第１４図はこのプロセス制御技術を示す。ブロ
ック１４０は一般的なプロセス、例えば、化学、電気化
学、医薬品、あるいは他のプロセスを示す。

これはパラメータＹ、　、　Ｙ２、・・・の関数である
変数Ｘ、、Ｘ、を持つことを特徴とする。変数Ｘｉの値
はセンサー４１によって検出され、パラメータＹｊの値
はセンサー４２によって検出される。センサ出力はブロ
ック１４５に加えられる。ブロック１４５はＸｉ及びＹ
ｊに比例ｆ　ル信号カラ導関ｔｌ　ｄｎＸｉ／ｄｙ’Ｆ
　　（ｎ　＝１．２、・・・）を決定するための装置を
表わす。

１４５の出力は（通常）インバーター４８によって反転
され、加算器１４９内で基準信号と加算され、結果とし
てのエラー信号１５０が“Ｙｊ電源“１４６、つまシ、
１４０にパラメータＹｊ　Ｋ％定の値を与える入力を提
供するための装置に加えられる。例えば、１４６は反応
容器内の圧力を変えるための装置であり得る。１４６の
出力は一定あるいはゆつくシ変化する値（“バイアス“
）と１つあるいは複数の非正弦的に変化する成分（“デ
ィザ−“）の両方を含む。後者は対応するＸｉの変動を
与えるが、これは１４１によって検出される。一方、Ｙ
ｉのディザ−成分は１４２によって検出される。制御プ
ロセスの一例としての用途は車の制御、例えば、自動車
、トラック、列車等のアンチ−ロック　ブレーキシステ
ム内に見られる。当業者にとっては、他の用途も明らか
である。

デバイス特性の導関数、特に高次導関数を測定すること
がしばしば必要となるが、ＰＤＤＥはこの目的にも使用
できる。この技術の要素は、例えば、上の説明において
挙げられるように、エラー信号を得るための装置及びエ
ラー信号に応答してバイアスを変化させるための装置を
除いて、本発明を具現する測定装置にも見られる。これ
に加えて、この測定装置は導関数の値を表示するための
装置、あるいは測定結果を示すための他の装置を含む。

これら装置はデジタルないしアナログ信号、あるいは信
号燈のような進め／止れ指標を提供する視覚リードアウ
ト、あるいは電気リードアウト装置を含むこともできる
。これら装置は従来から存在し、当分野において周知で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図はそれぞれ半導体注入レーザーのレー
ザーを流れる順電流とこのレーザー間の電圧との関係を
この順電流の関数として示す実験的に決定された一次、
二次及び三次導関数の曲線を示す図； 第４図から第６図はそれぞれ一次、二次、及び三次導関
数を決定するための一例としての装置を簡略ブロック図
にて示し； 第７図から第９図はそれぞれ電流の関数として電圧の二
次、三次、及び４次導関数を決定する念めに使用するの
に好ましいテスト信号を示す簡略図； 第１０図は本発明の一例としての実施態様を簡略ブロッ
ク図にて示し； 第１１図及び第１２図は一体となって半導体レーザーの
バイアス電流を安定化するための一例としての回路を示
す図； 第１３図は本発明？具現する通信システムを簡略的に示
す図；そして 第１４図は本発明を具現する制御システムを持つ一般化
されたプロセスを簡略的に示す図である。 同期検出器 ００（◆１）　　　Ｃ（−１）　　Ｂ（−１）　　Ａ（
◆１）　ロ（◆１）時間−ＦＩＧ、８ テスト電流− ＦＩＧ、１３ １Ｇ、１４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　電子デバイスの特性曲線の導関数を得るための装置
   において、該装置が該特性曲線 上の動作ポイントを決定するために該デバ イスに電気バイアスを加えるための第１の 手段、該デバイスに周波数ｆ＿１の第１の非正弦成分を
   持つテスト信号を加え該デバイ スに加えられた該テスト信号に応答して第 １の信号を得るための第２の手段、該第１ の信号から該特性の該バイアスによつて決 定される動作点の導関数に実質的に比例す る第２の信号を得るための第３の手段、及 び該第２の信号に応答する利用手段を含む ことを特徴とする装置。 ２　特許請求の範囲第１項に記載の装置において、該デ
   バイスが半導体レーザーあるい はトンネルダイオードであり、該特性曲 線がこのＶ／Ｉ特性ないしＬ／Ｉ特性であ り、ここで、Ｖは該レーザー間の電圧を示 し、Ｌは該レーザーの光出力であり、そし てＩは該レーザーを流れる電流であること を特徴とする装置。 ３　特許請求の範囲第１項に記載の装置において、該特
   性曲線がデバイス電圧とデバイ ス電流の関係を記述するＶ／Ｉ特性であり、該利用手段
   が該第２の信号の振幅と関連す る振幅を持つエラー信号を提供するための 手段、及び該エラー信号に応答して該電気 バイアスを調節するための手段を含むこと を特徴とする装置。 ４　特許請求の範囲第３項に記載の装置において、該デ
   バイスが半導体レーザーであり、該Ｖ／Ｉ特性が該レー
   ザー間の電圧と該レ ーザーを流れる電流との関係を記述するこ とを特徴とする装置。 ５　特許請求の範囲第４項に記載の装置において、該テ
   スト信号がテスト電流であり、 該第１の信号が周波数ｆ＿１のＡＣ電圧から成る該レー
   ザー間の電圧であることを特徴 とする装置。 ６　特許請求の範囲第５項に記載の装置において、該動
   作ポイントが少なくとも１つの 導関数ｄ＾ｎＶ／ｄＩ＾ｎが非ゼロであるポイントであ
   り、ここでｎは１より大きな整数で あることを特徴とする装置。 ７　特許請求の範囲第６項に記載の装置において、該動
   作ポイントがレイジングしきい 値あるいはこの付近であることを特徴とす る装置。 ８　特許請求の範囲第６項あるいは７項に記載の装置に
   おいて、該第２の信号が該バイ アス電流が調節される時間の少なくとも一 部の間該特性の三次導関数に比例すること を特徴とする装置。 ９　特許請求の範囲第８項に記載の装置において、該第
   ２の信号が該バイアス電流が調 節される時間のこれ以上の間該特性の二次 導関数に比例することを特徴とする装置。 １０　特許請求の範囲第６項に記載の装置において、該
   第２の信号が該バイアス電流が調 節される時間の少なくとも一部の間該特性 の二次導関数に比例することを特徴とする 装置。 １１　特許請求の範囲第５項から第１０項のいずれかに
   記載の装置において、該テスト電 流が第２の非正弦成分及び第３の非正弦成 分を持ち、該第２及び第３の成分がそれぞ れ周波数ｆ＿２及びｆ＿３を持ち、ここで、ｆ＿１＞ｆ
   ＿２＞ｆ＿３であることを特徴とする装置。 １２　特許請求の範囲第１１項に記載の装置において、
   該テスト信号の該成分の各々が実 質的に方形波であることを特徴とする装置。 １３　デバイス電圧とデバイス電流の関係を記述するＶ
   ／Ｉ特性を持つ電子デバイスの動 作を制御するための方法において、該方法 が該Ｖ／Ｉ特性上の動作ポイントを決定す るために該デバイスに電気バイアスを加え るステップ、該デバイスに周波数ｆ＿１の第１の非正弦
   成分を持つテスト信号を加える ステップ、該デバイスに加えられた該テス ト信号に応答して第１の信号を得るステッ プ、該第１の信号から該Ｖ／Ｉ特性の該バ イアスによつて決定される該動作ポイント の導関数に実質的に比例する第２の信号を 得るステップ、該第２の信号と基準信号と の振幅の差に関係するエラー信号を得るス テップ、及び該エラー信号に応答して該バ イアスを調節するステップを含むことを特 徴とする方法。 １４　特許請求の範囲第１３項に記載の方法において、
   該第１の成分が実質的に方形波で あることを特徴とする方法。 １５　特許請求の範囲第１３項あるいは１４項に記載の
   方法において、該第２の信号が該 デバイスの動作が制御される時間の少なく とも一部の間該特性の二次導関数に比例す ることを特徴とする方法。 １６　特許請求の範囲第１３項、第１４項あるいは第１
   ５項に記載の方法において、該第 ２の信号が該デバイスが制御される時間の 少なくとも一部の間該特性の三次導関数に 比例することを特徴とする方法。 １７　特許請求の範囲第１３項から第１６項のいずれか
   に記載の方法において、該デバイ スがｆ＿１より実質的に高い信号周波数にて動作される
   ことを特徴とする方法。 １８　特許請求の範囲第１７項に記載の方法において、
   該デバイスが半導体レーザーであ り、該バイアスがバイアス電流であり、そ して該バイアス電流が該信号周波数にて変 調されることを特徴とする方法。