特許 7600822 光送信装置、光変調器及び起動方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-09

(45)【発行日】2024-12-17

(54)【発明の名称】光送信装置、光変調器及び起動方法

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/01 20060101AFI20241210BHJP

   H01S 5/062 20060101ALI20241210BHJP

   H04B 10/50 20130101ALI20241210BHJP

【ＦＩ】

G02F1/01 B

H01S5/062

H04B10/50

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021057702

(22)【出願日】2021-03-30

(65)【公開番号】P2022154591

(43)【公開日】2022-10-13

【審査請求日】2023-12-01

(73)【特許権者】

【識別番号】309015134

【氏名又は名称】富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】神成 謙太

(72)【発明者】

【氏名】石井 俊雄

【審査官】山本 元彦

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－０６１６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０７１５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０１４４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０８５７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００９／１５３８４０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１１／１３２２８３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｆ １／００－１／１２５

１／２１－７／００

Ｈ０１Ｓ ５／００－５／５０

Ｈ０４Ｂ １０／００－１０／９０

Ｈ０４Ｊ １４／００－１４／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バイアス電流に応じて光信号を発光する発光部と、前記光信号を電気信号に応じて光変調するマッハツェンダ型の光変調器とを有する光送信装置であって、
前記光変調器は、
前記光変調器内の温度を検出する検出部と、
電源起動を検出した場合に、前記検出部により検出された温度が目標温度になるように、運用中に供給する前記バイアス電流の電流値に比べて高い電流値の前記バイアス電流を前記発光部に供給して前記光変調器内の温度を制御する制御部と
を有することを特徴とする光送信装置。

【請求項2】

前記光変調器は、
前記発光部から前記光変調器に入力する前記光信号の出力レベルを検出するレベル検出部を有し、
前記制御部は、
前記検出部により検出された前記温度が前記目標温度になるように、前記バイアス電流を前記発光部に供給する第１の電流制御方式を実行した後、前記光変調器の温度が目標温度になった場合に、前記光信号の出力レベルが目標レベルになるように前記バイアス電流を前記発光部に供給する第２の電流制御方式に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の光送信装置。

【請求項3】

前記光変調器は、
前記発光部から前記光変調器に入力する前記光信号の出力レベルを検出するレベル検出部を有し、
前記制御部は、
前記電源起動を検出した場合に、前記検出部により検出された前記温度が前記目標温度になるように、前記発光部の上限閾値の前記バイアス電流を所定時間、前記発光部に供給する第１の電流制御方式を実行し、前記光変調器内の温度が目標温度になった場合に、前記光信号の出力レベルが目標レベルになるように前記バイアス電流を前記発光部に供給する第２の電流制御方式に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の光送信装置。

【請求項4】

前記制御部は、
前記光変調器内の現在温度と目標温度との差分と、前記光変調器の外乱影響を与える要素と、前記光変調器の熱抵抗と、外乱の時定数情報とを用いて、前記上限閾値の前記バイアス電流を供給する前記所定時間を算出し、前記第１の電流制御方式の前記所定時間を設定することを特徴とする請求項３に記載の光送信装置。

【請求項5】

前記光信号の出力レベルが目標レベルになるまで前記光変調器から光変調する光信号の出力をＯＦＦするシャッタを有することを特徴とする請求項１～４の何れか一つに記載の光送信装置。

【請求項6】

前記発光部は、
第１の波長の光信号を発光する第１の発光部と、
第２の波長の光信号を発光する第２の発光部と、を有し、
前記第１の発光部からの前記第１の波長の光信号を電気信号に応じて第１の光変調信号を出力する第１の光変調部と、
前記第２の発光部からの前記第２の波長の光信号を電気信号に応じて第２の光変調信号を出力する第２の光変調部と、
前記第１の光変調部からの前記第１の光変調信号の出力と前記第２の光変調部からの前記第２の光変調信号の出力とをＯＮ／ＯＦＦするシャッタと
を有することを特徴とする請求項１～４の何れか一つに記載の光送信装置。

【請求項7】

前記光変調器は、
シリコンフォトニクス光変調器であることを特徴とする請求項１～５の何れか一つに記載の光送信装置。

【請求項8】

前記光変調器は、
ドライブ電流に応じて前記光変調器を加熱するヒータを有し、
前記制御部は、
前記電源起動を検出した場合に、前記検出部により検出された温度が目標温度になるように、前記ドライブ電流を前記ヒータに供給することを特徴とする請求項１に記載の光送信装置。

【請求項9】

バイアス電流に応じて発光部からの光信号を電気信号に応じて光変調するマッハツェンダ型の光変調器であって、
前記光変調器内の温度を検出する検出部と、
電源起動を検出した場合に、前記検出部により検出された温度が目標温度になるように、運用中に供給する前記バイアス電流の電流値に比べて高い電流値の前記バイアス電流を前記発光部に供給して前記光変調器内の温度を制御する制御部と
を有することを特徴とする光変調器。

【請求項10】

バイアス電流に応じて光信号を発光する発光部と、前記光信号を電気信号に応じて光変調するマッハツェンダ型の光変調器とを有する光送信装置の起動方法であって、
前記光変調器は、
前記光変調器内の温度を検出し、
電源起動を検出した場合に、検出された温度が目標温度になるように、運用中に供給する前記バイアス電流の電流値に比べて高い電流値の前記バイアス電流を前記発光部に供給して前記光変調器内の温度を制御する
処理を実行することを特徴とする起動方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光送信装置、光変調器及び起動方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、光送信装置では、装置の小型化及び低電力化が加速的に進んだことで、仕様も複雑化及び高機能化が求められている。また、光送信装置では、マッハツェンダ型の光変調器が広く採用されている。この際、例えば、光送信装置の電源起動開始から運用開始までの起動時間は、光送信装置の価値を決める重要なパラメータとなっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００７－３２９２１２号公報

【文献】特開２０１８－１４４７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、光送信装置に使用するマッハツェンダ型の光変調器は、温度依存性が高く、光変調器の温度を目標温度に安定化する必要があるが、その光変調器の温度を目標温度に安定化するまでには時間を要する。その結果、光送信装置の起動時間が長くなるのが実情である。

【0005】

一つの側面では、光送信装置の起動時間を短縮化できる光送信装置等を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一つの態様の光送信装置は、バイアス電流に応じて光信号を発光する発光部と、前記光信号を電気信号に応じて光変調するマッハツェンダ型の光変調器とを有する。前記光変調器は、前記光変調器内の温度を検出する検出部と、電源起動を検出した場合に、前記検出部により検出された温度が目標温度になるように前記光変調器内の温度を制御する制御部とを有する。

【発明の効果】

【0007】

１つの側面によれば、光送信装置の起動時間を短縮化できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施例１～４の光送信装置の一例を示すブロック図である。

【図2】図２は、実施例１の光送信装置の電源起動開始から運用開始までのヒータ電力、ＬＤ電流、温度、光出力の時間推移の一例を示す説明図である。

【図3】図３は、実施例１の光送信装置の第１の起動処理に関わる処理動作の一例を示すフローチャートである。

【図4】図４は、実施例２の光送信装置の電源起動開始から運用開始までのヒータ電力、ＬＤ電流、温度、光出力の時間推移の一例を示す説明図である。

【図5】図５は、実施例２の光送信装置の第２の起動処理に関わる処理動作の一例を示すフローチャートである。

【図6】図６は、実施例３の光送信装置に関わる熱モデルの一例を示す説明図である。

【図7】図７は、実施例３のＭＺＭ(Mach-Zehnder Modulator)の温度関係式の一例を示す説明図である。

【図8】図８は、実施例３のＭＺＭの起動開始から温度収束までの温度推移の一例を示す説明図である。

【図9】図９は、実施例３の光送信装置の第３の起動処理に関わる処理動作の一例を示すフローチャートである。

【図10】図１０は、実施例４の光送信装置の一例を示すブロック図である。

【図11】図１１は、実施例５の光送信装置の一例を示すブロック図である。

【図12】図１２は、実施例５の光送信装置の電源起動開始から運用開始までのヒータ電力、ＬＤ電流、温度、光出力の時間推移の一例を示す説明図である。

【図13】図１３は、実施例５の光送信装置の第４の起動処理に関わる処理動作の一例を示すフローチャートである。

【図14】図１４は、比較例の光送信装置の一例を示すブロック図である。

【図15】図１５は、比較例の光送信装置の電源起動開始から運用開始までのヒータ電力、ＬＤ電流、温度、光出力の時間推移の一例を示す説明図である。

【図16】図１６は、比較例の光送信装置の起動処理に関わる処理動作の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

まず、比較例の光送信装置１００について説明する。図１４は、比較例の光送信装置１００の一例を示すブロック図である。図１４に示す比較例の光送信装置１００は、ＬＤ（Laser Diode）１１０と、光変調器１２０と、制御部１３０と、装置サーミスタ１４１と、装置温度モニタ１４２とを有する。ＬＤ１１０は、バイアス電流に応じてＣＷ（Continuous Wave）光を発光し、バイアス電流の電流量に応じて光信号の出力レベルを可変する。光変調器１２０は、温度依存性の高いシリコンフォトニクス光変調器である。光変調器１２０は、ＰＤ（Photo Diode）１２１と、光変調器サーミスタ１２２と、変調部１２３と、開閉部１２４とを有する。ＰＤ１２１は、ＬＤ１１０からの光信号を電流変換し、電流変換後の光信号の出力レベルを検出する。光変調器サーミスタ１２２は、光変調器１２０内の温度を電圧変換する。

【0010】

変調部１２３は、ＬＤ１１０からの光信号を印加電圧に応じて光変調する。変調部１２３は、ＭＺＭ１２３Ａと、ＭＺＭヒータ１２３Ｂとを有する。ＭＺＭ１２３Ａは、２本のアーム上に信号電極を配置し、信号電極に電圧が印加されると、アーム内に電界が発生し、この電界によってアーム内の光屈折率が変化する。その結果、アームを伝搬する光信号の位相を変化し、アーム間の位相差に応じて光信号を変調することになる。ＭＺＭヒータ１２３Ｂは、ＭＺＭ１２３Ａの各アームを加熱することで各アームを伝搬する光信号の位相量を調整する。そして、ＭＺＭ１２３Ａは、ＬＤ１１０からの光信号に電圧を印加することで光変調信号を出力する。

【0011】

開閉部１２４は、シャッタ１２４Ａと、シャッタヒータ１２４Ｂとを有する。シャッタ１２４Ａは、ＭＺＭ１２３Ａからの光変調信号の位相量を調整することで、光変調信号の出力をＯＮ／ＯＦＦする。シャッタヒータ１２４Ｂは、シャッタ１２４Ａを加熱することで光変調信号の位相量を調整する。

【0012】

制御部１３０は、ＰＤモニタ１３１と、ＬＤ電流設定部１３２と、光変調器温度モニタ１３３と、ＭＺＭヒータ電流設定部１３４と、切替判定部１３５と、シャッタ電流設定部１３６とを有する。ＰＤモニタ１３１は、光変調器１２０内のＰＤ１２１で検出した電流値に応じたＰＤモニタ結果であるＬＤ１１０の光信号の出力レベルを検出する。ＬＤ電流設定部１３２は、ＰＤモニタ結果である光信号の出力レベルが安定化した目標レベルになるようにＬＤ１１０に供給するバイアス電流を設定する。

【0013】

光変調器温度モニタ１３３は、光変調器サーミスタ１２２を通じて光変調器１２０内の温度に応じた電圧を検出し、電圧に応じた光変調器１２０内の温度を光変調器温度モニタ結果として取得する。

【0014】

ＭＺＭヒータ電流設定部１３４は、光変調器温度モニタ１３３で取得した光変調器１２０の温度に基づき、ＭＺＭヒータ１２３Ｂに供給するドライブ電流を設定する。切替判定部１３５は、光変調器１２０の温度に基づき、シャッタ１２４ＡをＯＮ／ＯＦＦする。シャッタ電流設定部１３６は、シャッタ１２４ＡのＯＮ／ＯＦＦの切替判定結果に基づき、シャッタヒータ１２４Ｂに供給するドライブ電流を設定する。

【0015】

装置サーミスタ１４１は、光送信装置１００内の温度を電圧変換する。装置温度モニタ１４２は、装置サーミスタ１４１を通じて光送信装置１００内の温度に応じた電圧を検出し、電圧に応じた光送信装置１００内の温度を取得する。

【0016】

図１５は、比較例の光送信装置１００の電源起動開始から運用開始までのヒータ電力、ＬＤ電流、温度、光出力の時間推移の一例を示す説明図である。電源起動開始から運用開始までの期間をｔ１０、ｔ１１、ｔ１２及びｔ１３のタイミングに区分する。ｔ１０は、光送信装置１００の電源を起動して制御を開始するタイミングである。ｔ１１は、ＬＤ１１０へのバイアス電流の制御を開始するタイミングである。ｔ１２は、ＬＤ１１０のＬＤ温度が安定温度（第１の目標温度）に収束するタイミングである。ｔ１３は、光変調器２０の温度が安定温度（第２の目標温度）に収束し、光変調信号の出力がＯＮとなる光送信装置１００の運用を開始するタイミングである。

【0017】

ＭＺＭヒータ１２３Ｂは、ｔ１０のタイミングで電力制御を開始し、シャッタヒータ１２４Ｂは、ｔ１３のタイミングで電力制御を開始する。ＬＤ電流は、ｔ１１のタイミングからＬＤ１１０へのバイアス電流の制御を開始してＬＤ電流を目標ＬＤ電流に収束する。

【0018】

ＬＤ温度は、ｔ１１のタイミングからのＬＤ１１０へのバイアス電流の供給に応じて徐々に上昇し、ｔ１２のタイミングでＬＤ温度を安定温度（第１の目標温度：目標ＬＤ温度）に収束する。更に、光変調器温度も、ｔ１１のタイミングからＬＤ１１０へのバイアス電流の供給を開始しながら、ＬＤ温度の上昇に応じて徐々に上昇し、ｔ１３のタイミング付近で光変調器２０の温度を安定温度（第２の目標温度）に収束する。

【0019】

光パワーは、ｔ１１のタイミングでＬＤ電流制御を開始し、ＬＤ電流が目標ＬＤ電流に収束することで光信号の出力レベルが目標光パワー（目標レベル）に収束する。そして、シャッタ１２４Ａは、光変調器２０の温度が第２の目標温度に収束したｔ１３のタイミングでシャッタ１２４ＡをＯＦＦにして、目標光パワーの光変調信号を出力することになる。

【0020】

ＬＤ電流設定部１３２のＬＤ電流制御は、ｔ１１のタイミングに応じてＬＤ電流制御のＡＰＣ（Auto Power Control）を開始する。ＭＺＭヒータ電流設定部１３４のＭＺＭヒータ制御は、ｔ１０のタイミングに応じてＭＺＭヒータ制御のＡＰＣを開始する。切替判定部１３５のシャッタ制御は、通常ＯＮ状態にし、ｔ１３のタイミングに応じてＯＦＦ状態にする。尚、シャッタ１２４ＡがＯＮの場合、変調部１２３の光変調信号の出力をＯＦＦ、シャッタ１２４ＡがＯＦＦの場合、変調部１２３の光変調信号の出力をＯＮにする。更に、光送信装置１００の状態は、ｔ１０のタイミングで起動を開始し、ｔ１３のタイミングに応じて起動中から運用中に切り替える。

【0021】

図１６は、比較例の光送信装置１００の起動処理に関わる処理動作の一例を示すフローチャートである。光送信装置１００内の切替判定部１３５は、電源起動に応じて、シャッタ１２４ＡをＯＮ状態にして変調部１２３からの光変調信号の出力を停止する（ステップＳ１１１）。光送信装置１００内のＭＺＭヒータ電流設定部１３４は、シャッタ１２４ＡをＯＮ状態でＭＺＭヒータ１２３Ｂの電力制御を開始する（ステップＳ１１２）。尚、ＭＺＭヒータ電流設定部１３４は、ｔ１０のタイミングでＭＺＭヒータ１２３Ｂの電力制御を開始する。

【0022】

光送信装置１００内のＬＤ電流設定部１３２は、ＭＺＭヒータ電力制御を開始した後、ＬＤ電流制御を開始すべく、ＬＤ電流制御のＡＰＣを開始する（ステップＳ１１３）。尚、ＬＤ電流設定部１３２は、ｔ１１のタイミングでＬＤ電流制御のＡＰＣを開始する。その結果、光送信装置１００は、ＬＤ１１０に供給するバイアス電流に応じてＬＤ１１０が発熱し、このＬＤ１１０の発熱で光変調器１２０内の温度が徐々に上昇することになる。

【0023】

光送信装置１００内の切替判定部１３５は、例えば、光変調器１２０内の温度が第２の目標温度（安定温度）に収束したか否かを判定する（ステップＳ１１４）。尚、光変調器温度モニタ１３３は、光変調器１２０内の温度を取得する。光送信装置１００は、光変調器１２０内の温度が第２の目標温度（安定温度）に収束した場合（ステップＳ１１４：Ｙｅｓ）、シャッタ１２４ＡをＯＦＦにして変調部１２３からの光変調信号の出力を開始する（ステップＳ１１５）。そして、図１６に示す処理動作を終了する。また、光送信装置１００は、光変調器１２０内の温度が第２の目標温度（安定温度）に収束しなかった場合（ステップＳ１１４：Ｎｏ）、光変調器１２０内の温度が第２の目標温度に収束したか否かを判定すべく、ステップＳ１１４に移行する。

【0024】

例えば、ＬＤ温度が第１の目標温度に安定化したとしても、光変調器１２０の温度が第２の目標温度に安定化するまでには時間がかかる。また、ＭＺＭヒータ１２３Ｂの温度最適点は、温度依存性があり、最適ヒータ電力は、光変調器１２０の温度に合わせて変動する。光変調器１２０に熱影響を与える外乱は時定数が長い。外乱による熱影響としては、光変調器１２０の外部にあるＬＤ１１０、図示せぬ放熱部品等や光変調器１２０内の他のヒータ(ＭＺＭ１２３Ａ⇔シャッタ１２４Ａ)から受ける熱影響がある。時定数としては、ヒータ自体の熱時定数は問題にならないほど速く、マイクロ秒オーダであるのに対し、外乱から受ける熱影響の時定数が遅く、秒オーダである。外乱による熱影響により温度が安定するまでには時間がかかる。その結果、光変調器１２０の温度が第２の目標温度に安定化するまでに時間を要し、光送信装置１００の電源起動から運用開始までの起動時間が長くなる。

【0025】

比較例の光送信装置１００は、ＬＤ１１０にバイアス電流を供給することで、光変調器１２０温度を徐々に上昇して第２の目標温度（安定温度）に収束させることになる。しかしながら、光送信装置１００は、光変調器１２０内の温度を安定温度に収束させるまでには時間を要し、電源起動から運用開始までの起動時間を短縮化することが求められている。そこで、このような事態を回避できる光送信装置１の実施の形態につき、実施例１として以下に説明する。尚、各実施例により、開示技術が限定されるものではない。また、以下に示す各実施例は、矛盾を起こさない範囲で適宜組み合わせても良い。

【実施例1】

【0026】

図１は、実施例１～４の光送信装置１の一例を示すブロック図である。図１に示す光送信装置１は、ＬＤ１０と、光変調器２０と、制御部３０と、装置サーミスタ４１と、装置温度モニタ４２とを有する。ＬＤ１０は、バイアス電流に応じてＣＷ（Continuous Wave）光を発光し、バイアス電流の電流量に応じて光信号の出力レベルを可変する。光変調器２０は、例えば、シリコンフォトニクス光変調器である。光変調器２０は、ＰＤ２１と、光変調器サーミスタ２２と、変調部２３と、開閉部２４とを有する。ＰＤ２１は、ＬＤ１０からの光信号を電流変換し、電流変換後の光信号の出力レベルを検出する。光変調器サーミスタ２２は、光変調器２０内の温度を電圧変換する。

【0027】

変調部２３は、ＬＤ１０からの光信号を印加電圧に応じて光変調する。変調部２３は、ＭＺＭ２３Ａと、ＭＺＭヒータ２３Ｂとを有する。ＭＺＭ２３Ａは、ＬＤ１０からの光信号を伝搬する２本のアームを有し、各アーム上に信号電極を配置した構成である。ＭＺＭ２３Ａは、信号電極に電圧が印加されると、アーム内に電界が発生し、この電界によってアーム内の光屈折率が変化する。その結果、アームを伝搬する光信号の位相が変化し、アーム間の位相差に応じて光信号を変調することになる。更に、ＭＺＭヒータ２３Ｂは、ＭＺＭ２３Ａ内のアーム間に温度差を発生し、温度差の発生に応じて両アームに光路差が生じてアーム間で位相差が生じて光変調信号の位相量を調整する。そして、ＭＺＭ２３Ａは、ＬＤ１０からの光信号に電圧を印加することで光変調信号を出力する。

【0028】

開閉部２４は、シャッタ２４Ａと、シャッタヒータ２４Ｂとを有する。シャッタ２４Ａは、ＭＺＭ２３Ａからの光変調信号の位相量を調整することで、ＭＺＭ２３Ａからの光変調信号の出力をＯＮ／ＯＦＦする。シャッタヒータ２４Ｂは、シャッタ２４Ａを加熱することで光変調信号の位相量を調整する。

【0029】

装置サーミスタ４１は、光送信装置１内の温度を電圧変換する。装置温度モニタ４２は、装置サーミスタ４１を通じて光送信装置１内の温度に応じた電圧を検出し、電圧に応じた光送信装置１内の装置温度を取得する。

【0030】

制御部３０は、ＰＤモニタ３１と、ＬＤ電流設定部３２と、光変調器温度モニタ３３と、ＭＺＭヒータ電流設定部３４と、切替判定部３５と、シャッタ電流設定部３６と、電流制御切替部３７とを有する。ＰＤモニタ３１は、光変調器２０内のＰＤ２１で検出した電流値に応じたＰＤモニタ結果であるＬＤ１０の光信号の出力レベルを検出する。ＬＤ電流設定部３２は、ＬＤ１０に供給するバイアス電流を設定するＬＤ電流制御を実行する。ＬＤ電流制御は、ＡＴＣ（Auto Temperature Control）と、ＡＰＣ(Auto Power Control)とを有する。ＡＴＣは、光変調器２０の温度が第２の目標温度になるようにＬＤ１０に供給するバイアス電流を設定するＬＤ電流制御である。ＡＴＣ時のＬＤ１０に供給するバイアス電流は、運用中に供給するバイアス電流の電流値に比較して高い電流値のバイアス電流である。ＡＰＣは、ＬＤ１０の光信号の出力レベルが目標レベルになるようにＬＤ１０に供給するバイアス電流を設定する運用中のＬＤ電流制御である。ＬＤ電流設定部３２は、光変調器２０の温度が第２の目標温度になるようにＡＴＣを実行した後、光変調器２０の温度が第２の目標温度になると、ＡＴＣからＡＰＣに切り替える。

【0031】

光変調器温度モニタ３３は、光変調器サーミスタ２２を通じて光変調器２０内の温度に応じた電圧を検出し、電圧に応じた光変調器２０内の温度を取得する。ＭＺＭヒータ電流設定部３４は、光変調器温度モニタ３３で取得した光変調器２０内の温度に基づき、ＭＺＭヒータ２３Ｂに供給するドライブ電流を設定する。切替判定部３５は、光変調器温度モニタ３３で取得した光変調器２０の温度に基づき、シャッタ２４ＡをＯＮ／ＯＦＦ制御する。シャッタ電流設定部３６は、シャッタ２４ＡのＯＮ／ＯＦＦの切替判定結果に基づき、シャッタヒータ２４Ｂに供給するドライブ電流を設定する。

【0032】

電流制御切替部３７は、ＰＤモニタ３１の光信号の出力レベル、光変調器温度モニタ３３の光変調器２０の温度、切替判定部３５の切替判定結果、装置温度モニタ４２の装置温度に基づき、ＬＤ１０に供給するバイアス電流を調整する設定電流情報を生成する。そして、電流制御切替部３７は、設定電流情報をＬＤ電流設定部３２に設定する。

【0033】

電流制御切替部３７は、光送信装置１の電源起動を検出した場合、光変調器２０内の温度が第２の目標温度に収束するように、運用時の目標バイアス電流（目標ＬＤ電流）に比べて高いバイアス電流をＬＤ１０に供給する、ＬＤ電流制御のＡＴＣを開始する。更に、電流制御切替部３７は、ＡＴＣ実行中に光変調器２０内の温度が第２の目標温度に収束した場合、ＬＤ１０の光信号の出力レベルが目標レベルに安定化するように、ＬＤ電流制御のＡＰＣに切り替える。

【0034】

電流制御切替部３７では、光変調器２０の温度が第２の目標温度に収束するまでの時間を短縮させるために最も支配的な外乱の一つであるＬＤ１０の発熱を利用する。運用時に比べて高いバイアス電流をＬＤ１０に供給し、ＬＤ１０を過熱状態にする。その結果、ＬＤ１０の過熱状態で、比較例に比較して、光変調器２０の温度が早く上昇し、光変調器２０の温度を熱平衡状態（第２の目標温度）に収束するまでの時間を大幅に短縮化できる。その際、ＬＤ１０のバイアス電流を定常状態（運用中）に比較して増大させている間、光送信装置１の過発光の出力を抑制するため、変調部２３の後段に配置したシャッタ２４ＡをＯＮにし、過発光の光変調信号の出力を遮断する。そして、光変調器２０の温度が第２の目標温度（熱平衡状態）に収束後にシャッタ２４ＡをＯＦＦにする。

【0035】

図２は、実施例１の光送信装置１の電源起動開始から運用開始までのヒータ電力、ＬＤ電流、温度、光出力の時間推移の一例を示す説明図である。光送信装置１の電源起動開始から運用開始までの期間をｔ０、ｔ１、ｔ２及びｔ３のタイミングに区分する。ｔ０は、光送信装置１の電源を起動してＭＺＭヒータ制御を開始するタイミングである。ｔ１は、ＬＤ１０に供給するバイアス電流を制御するＬＤ電流制御を開始するタイミングである。ｔ２は、ＬＤ１０のＬＤ温度が第１の目標温度（安定温度）に収束するタイミングである。ｔ３は、光変調器２０の温度が第２の目標温度（安定温度）に収束し、光出力がＯＮとなる光送信装置１の運用を開始するタイミングである。

【0036】

ＭＺＭヒータ２３Ｂは、ｔ０のタイミングで電力制御を開始し、シャッタヒータ２４Ｂは、ｔ３のタイミングで電力制御を開始する。ＬＤ電流は、ｔ１のタイミングからＬＤ１０へのバイアス電流の供給を開始し、運用時に比較して高いバイアス電流をＬＤ１０に供給した後、ＬＤ電流（バイアス電流）の出力レベルを目標ＬＤ電流（目標レベル）に安定化させる。

【0037】

ＬＤ温度は、ｔ１のタイミングからのＬＤ１０に供給する高いバイアス電流の供給に応じて上昇する。更に、光変調器温度も、ｔ１のタイミングからＬＤ１０に供給する高いバイアス電流に応じて上昇し、ｔ２のタイミングで光変調器２０の温度を安定温度（第２の目標温度）に収束する。

【0038】

光信号の出力レベル（光パワー）は、ｔ１のタイミングでＬＤ電流制御を開始し、ＬＤ１０への高いバイアス電流の供給に応じて上昇する。光信号の出力レベルは、光変調器２０の温度を第２の目標温度付近になると、ＬＤ電流を目標ＬＤ電流に安定化し、光信号の出力レベルが目標光パワー（目標レベル）に収束する。そして、シャッタ１２４Ａは、光変調器２０の温度が第２の目標温度、かつ、光信号の出力レベルが目標レベルに収束すると、ｔ３のタイミングでシャッタ１２４ＡをＯＦＦにして、目標光パワーの光変調信号を出力する。

【0039】

電流制御切替部３７のＬＤ電流制御は、ＯＦＦ中のｔ１のタイミングに応じてＬＤ電流制御のＡＴＣを開始する。この際、ＬＤ電流設定部３２は、光変調器２０の温度が第２の目標温度に収束するまで運用時に比較して高いバイアス電流をＬＤ１０に供給するＡＴＣのＬＤ電流制御を開始する。電流制御切替部３７は、光変調器２０の温度が第２の目標温度に収束したｔ２のタイミングに応じて、ＬＤ電流制御のＡＴＣをＡＰＣに切り替える。この際、ＬＤ電流設定部３２は、ＡＴＣからＡＰＣに切り替え、光変調信号の出力レベルが目標レベルに安定化させる。

【0040】

ＭＺＭヒータ電流設定部３４のＭＺＭヒータ制御は、ＯＦＦ中のｔ０のタイミングに応じてＭＺＭヒータ制御のＡＰＣを開始する。切替判定部３５のシャッタ制御も、ＯＮ状態からｔ３のタイミングに応じてＯＦＦ状態に切り替える。尚、シャッタ２４ＡがＯＮの場合、変調部２３の光変調信号の出力をＯＦＦ、シャッタ２４ＡがＯＦＦの場合、変調部２３の光変調信号の出力をＯＮにする。光送信装置１の状態は、ｔ０のタイミングで起動を開始し、ｔ３のタイミングに応じて起動中から運用中に切り替える。

【0041】

光送信装置１は、電源起動を検出した場合、ＬＤ１０のＬＤ電流制御のＡＰＣを開始する前に、光変調器２０の温度が第２の目標温度に収束するようにＬＤ電流制御のＡＴＣを実行する。つまり、光送信装置１は、ｔ０のタイミングでＭＺＭヒータ２３Ｂの電流制御を開始し、ｔ１のタイミングでＬＤ電流制御のＡＴＣを開始し、光変調器２０の温度が第２の目標温度に収束した場合、ＬＤ電流制御のＡＰＣに切り替える。

【0042】

図３は、実施例１の光送信装置１の第１の起動処理に関わる処理動作の一例を示すフローチャートである。光送信装置１内の切替判定部３５は、電源起動に応じて、シャッタ２４ＡをＯＮ状態にして変調部２３からの光変調信号の出力を停止する（ステップＳ１１）。光送信装置１内のＭＺＭヒータ電流設定部３４は、シャッタ２４ＡをＯＮ状態でＭＺＭヒータ２３Ｂの電力制御を開始する（ステップＳ１２）。尚、ＭＺＭヒータ電力設定部３４は、ｔ０のタイミングでＭＺＭヒータ２３Ｂの電力制御のＡＰＣを開始する。

【0043】

光送信装置１内のＬＤ電流設定部３２は、ＭＺＭヒータ電力制御を開始した後、ＬＤ電流制御を開始すべく、運用時に比較して高いバイアス電流をＬＤ１０に供給するＬＤ電流制御のＡＴＣを開始する（ステップＳ１３）。尚、ＬＤ電流設定部３２は、ｔ１のタイミングでＬＤ電流制御のＡＴＣを開始する。

【0044】

光送信装置１内の電流制御切替部３７は、例えば、光変調器２０内の温度が第２の目標温度（安定温度）に収束したか否かを判定する（ステップＳ１４）。電流制御切替部３７は、光変調器２０内の温度が第２の目標温度に収束した場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、ＬＤ電流制御としてＡＴＣからＡＰＣに切り替える（ステップＳ１５）。尚、電流制御切替部３７は、ＬＤ電流設定部３２をｔ３のタイミングでＡＴＣからＡＰＣに切り替える。

【0045】

更に、光送信装置１内の切替判定部３５は、ＬＤ電流制御のＡＰＣに切り替えた後、シャッタ２４ＡをＯＦＦにして変調部２３からの光変調信号の出力を開始し（ステップＳ１６）、図３に示す処理動作を終了する。光送信装置１は、光変調器２０内の温度が第２の目標温度に収束しなかった場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、光変調器２０内の温度が第２の目標温度に収束したか否かを判定すべく、ステップＳ１４に移行する。

【0046】

実施例１の光送信装置１では、電源起動を検出した場合、光変調器２０内の温度が第２の目標温度に収束するように、ＬＤ１０に供給する運用時のバイアス電流に比較して高いバイアス電流をＬＤ１０に供給する。その結果、ＬＤ１０へのバイアス電流の供給増で光変調器２０の温度が第２の目標温度に収束するまでの時間を短縮化することで光送信装置２の起動時間を短縮化できる。

【0047】

実施例１の電流制御切替部３７は、電源起動を検出した後、ｔ１のタイミングで運用時のバイアス電流に比較して高いバイアス電流をＬＤ１０に供給してＬＤ電流制御のＡＴＣを開始する場合を例示した。しかしながら、ｔ１のタイミングでＬＤ１０に供給するバイアス電流をＬＤ１０の許容できる上限値のバイアス電流に設定する場合の実施の形態につき、実施例２として以下に説明する。尚、実施例１の光送信装置１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明ついては省略する。

【実施例2】

【0048】

実施例２の光送信装置１内の電流制御切替部３７は、光送信装置１の電源起動を検出した場合に、ＬＤ１０に供給するバイアス電流をＬＤ１０の許容できる上限値のバイアス電流に設定する。電流制御切替部３７は、光送信装置１の電源起動を検出した場合、光変調器２０の温度が第２の目標温度に収束するまで、上限値のバイアス電流をＬＤ１０に供給するＬＤ電流制御のＡＴＣを開始する。更に、電流制御切替部３７は、ＬＤ電流制御のＡＴＣ実行中に光変調器２０の温度が第２の目標温度に収束した場合、光信号の出力レベルが目標レベルになるようにＬＤ１０に供給するバイアス電流を制御するＬＤ電流制御のＡＰＣに切り替える。

【0049】

図４は、実施例２の光送信装置１の電源起動開始から運用開始までのヒータ電力、ＬＤ電流、温度、光出力の時間推移の一例を示す説明図である。ＬＤ１０のバイアス電流に対するＡＰＣを実行する前にＬＤ１０の上限値のバイアス電流を供給することでＬＤ１０を過熱状態にする。尚、ＬＤ１０の過熱状態は、ＬＤ１０が許容できる温度である。

【0050】

ＭＺＭヒータ電流設定部３４のＭＺＭヒータ制御は、ｔ０のタイミングでＭＺＭヒータ２３Ｂの電力制御を開始する。電流制御切替部３７は、ｔ１のタイミングで上限値のバイアス電流をＬＤ１０に供給するＬＤ電流制御のＡＴＣを開始する。更に、電流制御切替部３７は、光変調器２０の温度が第２の目標温度に収束した場合に、ＬＤ１０の光信号の出力レベルが目標レベルになるようにＬＤ電流制御のＡＰＣに切り替える。

【0051】

図５は、実施例２の光送信装置１の第２の起動処理に関わる処理動作の一例を示すフローチャートである。光送信装置１内の切替判定部３５は、電源起動に応じて、シャッタ２４ＡをＯＮ状態にして変調部２３からの光変調信号の出力を停止する（ステップＳ２１）。光送信装置１内のＭＺＭヒータ電流設定部３４は、シャッタ２４ＡをＯＮ状態でＭＺＭヒータ２３Ｂの電力制御を開始する（ステップＳ２２）。尚、ＭＺＭヒータ電流設定部３４は、ｔ０のタイミングでＭＺＭヒータ２３Ｂの電力制御のＡＰＣを開始する。

【0052】

光送信装置１内のＬＤ電流設定部３２は、ＭＺＭヒータ電力制御を開始した後、ＬＤ電流制御を開始すべく、上限値のバイアス電流をＬＤ１０に供給するＬＤ電流制御のＡＴＣを開始する（ステップＳ２３）。光送信装置１内の電流制御切替部３７は、例えば、上限値のバイアス電流をＬＤ１０に供給するＡＴＣを実行した状態で、光送信装置１内の温度が第２の目標温度（安定温度）に収束したか否かを判定する（ステップＳ２４）。

【0053】

光送信装置１内の電流制御切替部３７は、光変調器２０内の温度が第２の目標温度（安定温度）に収束した場合（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、ＬＤ電流制御をＡＴＣからＡＰＣに切り替える（ステップＳ２５）。更に、光送信装置１内の切替判定部３５は、ＡＰＣに切り替えた後、シャッタ２４ＡをＯＦＦにして変調部２３からの光変調信号の出力を開始し（ステップＳ２６）、図５に示す処理動作を終了する。光送信装置１は、光変調器２０内の温度が第２の目標温度に収束しなかった場合（ステップＳ２４：Ｎｏ）、光変調器２０内の温度が第２の目標温度に収束したか否かを判定すべく、ステップＳ２４に移行する。

【0054】

実施例２の光送信装置１では、光変調器２０内の温度が第２の目標温度に収束するまで、上限値のバイアス電流をＬＤ１０に供給するＬＤ電流制御のＡＴＣを開始する。更に、光送信装置１は、光変調器２０内の温度が第２の目標温度に収束した後、光信号の出力レベルが目標レベルになるようにＬＤ１０に供給するバイアス電流を設定するＬＤ電流制御のＡＰＣに切り替える。その結果、ＬＤ１０への上限値のバイアス電流の供給で光変調器２０の温度が第２の目標温度に収束するまでの時間を短縮化することで光送信装置１の起動時間を短縮化できる。

【0055】

尚、実施例２の光送信装置１では、光変調器２０内の温度が第２の目標温度に収束するまで上限値のバイアス電流をＬＤ１０に供給し、光変調器２０の温度が第２の目標温度に収束した場合にＡＴＣからＡＰＣに切り替える場合を例示した。そして、ＬＤ電流制御のＡＰＣの切替判断基準を光変調器２０内の温度が第２の目標温度に収束するか否かで判断する場合を例示した。しかしながら、光変調器２０内の温度が第２の目標温度に収束するまで上限値のバイアス電流をＬＤ１０に供給する供給時間を算出し、ＬＤ１０に供給する上限値のバイアス電流の供給時間に基づき、ＬＤ電流制御のＡＴＣからＡＰＣに切り替えても良い。その実施の形態につき、実施例３として以下に説明する。

【実施例3】

【0056】

実施例３の光送信装置１は、光変調器２０の温度制御開始時の光変調器２０の現在温度と第２の目標温度との差分と、予め取得した光変調器２０に外乱影響を与える要素と、光変調器２０の熱抵抗と、外乱の時定数情報とを用いて、ＬＤ１０の上限値のバイアス電流を供給する供給時間(ｔ２－ｔ１)を算出する。

【0057】

図６は、実施例３の光送信装置１に関わる熱モデルの一例を示す説明図である。熱モデルは、ＬＤ１０のＬＤ定常消費電力（Ｐａ）と、ＭＺＭ２３Ａの平衡状態のＭＺＭ温度（Ｔｍｚｍ）と、ＭＺＭヒータ２３ＢのＭＺＭヒータ定常消費電力（Ｐｂ）と、ＬＤ１０とＭＺＭ２３Ａとの間の熱抵抗θａとを有する。更に、熱モデルは、ＭＺＭ２３ＡとＭＺＭヒータ２３Ｂとの間の熱抵抗θｂとを有する。

【0058】

図７は、実施例３のＭＺＭ温度関係式の一例を示す説明図である。Ｐａは、ＬＤ１０の定常消費電力［Ｗ］、Ｐａｌｉｍｉｔは、ＬＤ１０の消費電力上限［Ｗ］、Ｐｂは、ＭＺＭヒータ２３Ｂの定常消費電力［Ｗ］である。Ｔｍｚｍは、平衡状態のＭＺＭ２３Ａの温度[℃]、Ｔｍｚｍ０は、ＭＺＭ２３Ａの初期温度[℃]、θａは、ＬＤ１０とＭＺＭ２３Ａとの間の熱抵抗［℃/Ｗ］、θｂは、ＭＺＭ２３ＡとＭＺＭヒータ２３Ｂとの間の熱抵抗［℃/Ｗ］である。Ｔａは、ＬＤ１０がＭＺＭ２３Ａに与える上昇温度[℃]、Ｔｂは:ＭＺＭヒータ２３ＢがＭＺＭ２３Ａに与える上昇温度[℃]、τａは、ＬＤ１０のＭＺＭ２３Ａへの熱伝導時定数[sec]、τｂは、ＭＺＭヒータ２３ＢのＭＺＭ２３Ａへの熱伝導時定数[sec]である。

【0059】

Ｔｍｚｍは、ＬＤ１０及びＭＺＭヒータ２３Ｂの発熱の影響を受けて温度上昇することになる。光送信装置１内の制御部３０は、図４のタイムチャートにおいて、光変調器２０の温度が第２の目標温度になるｔ２のタイミングを算出する。タイミングｔ１では、ＬＤ１０及びＭＺＭヒータ２３Ｂの電力制御を開始し、その影響を受けてＭＺＭ２３Ａの温度が上昇する。尚、Ｐａ、Ｐａｌｉｍｉｔ、Ｐｂ、Ｔｍｚｍ、Ｔｍｚｍ０、θａ、θｂ、τａ及びτｂはそれぞれ既知である。

【0060】

Ｔｍｚｍ(ｔ１≦t＜ｔ２)=Ｔ(∞)となる方程式をｔ（＝ｔ２）で解くことで、Ｔｍｚｍ（ｔ２）がＭＺＭ２３Ａの収束温度となるため、ｔ２の設定が最適となる。そして、（ｔ２－ｔ１）で供給時間を算出することになる。

【0061】

図８は、実施例３のＭＺＭ２３Ａの起動開始から温度収束までの温度推移の一例を示す説明図である。ＬＤ１０の上限値のバイアス電流を供給するＬＤ電流制御をＡＴＣからＡＰＣに切り替えるまでの時間（ｔ２－ｔ１）が短過ぎると（ｔ２＜最適値）、ＭＺＭ２３Ａの温度Ｔｍｚｍが目標温度（ＭＺＭ収束温度）未満の状態でＡＰＣに切り替わる。その結果、ＭＺＭ２３Ａの温度Ｔｍｚｍが目標温度（ＭＺＭ収束温度）に収束する前にＡＰＣに切り替わることになる。

【0062】

また、時間（ｔ２－ｔ１）が長過ぎると（ｔ２＞最適値）、ＭＺＭ２３Ａの温度Ｔｍｚｍが目標温度（ＭＺＭ収束温度）を超えた状態でＬＤ電流制御をＡＴＣからＡＰＣに切り替わる。その結果、ＭＺＭ２３Ａの温度Ｔｍｚｍが目標温度（ＭＺＭ収束温度）を超えた状態でＡＰＣに切り替わることになる。そこで、時間（ｔ２－ｔ１）が最適値の場合（ｔ２＝最適値）、ＭＺＭ２３Ａの温度Ｔｍｚｍが目標温度（ＭＺＭ収束温度）に安定化した状態でＡＰＣに切り替えることができる。

【0063】

図９は、実施例３の光送信装置１の第３の起動処理に関わる処理動作の一例を示すフローチャートである。光送信装置１内の切替判定部３５は、電源起動に応じて、シャッタ２４ＡをＯＮ状態にして変調部２３からの光変調信号の出力を停止する（ステップＳ３１）。光送信装置１内のＭＺＭヒータ電流設定部３４は、シャッタ２４ＡをＯＮ状態でＭＺＭヒータ２３Ｂの電力制御を開始する（ステップＳ３２）。尚、ＭＺＭヒータ電流設定部３４は、ｔ０のタイミングでＭＺＭヒータ２３Ｂの電力制御のＡＰＣを開始する。

【0064】

光送信装置１内のＬＤ電流設定部３２は、ＭＺＭヒータ電力制御を開始した後、ＬＤ電流制御を開始すべく、上限値のバイアス電流をＬＤ１０に供給するＬＤ電流制御を開始する（ステップＳ３３）。光送信装置１内の電流制御切替部３７は、例えば、上限値のバイアス電流をＬＤ１０に供給する状態で、ステップＳ３３の上限値のバイアス電流の供給開始から、供給時間である算出時間を経過したか否かを判定する（ステップＳ３４）。

【0065】

光送信装置１内の電流制御切替部３７は、算出時間を経過した場合（ステップＳ３４：Ｙｅｓ）、ＬＤ電流制御をＡＰＣに切り替える（ステップＳ３５）。更に、光送信装置１内の切替判定部３５は、ＡＰＣに切り替えた後、シャッタ２４ＡをＯＦＦにして変調部２３からの光変調信号の出力を開始し（ステップＳ３６）、図９に示す処理動作を終了する。光送信装置１は、ステップＳ３３の上限値のバイアス電流の供給開始から算出時間を経過しない場合（ステップＳ３４：Ｎｏ）、算出時間を経過したか否かを判定すべく、ステップＳ３４に移行する。

【0066】

実施例３の光送信装置１では、ＬＤ１０に対して上限値のバイアス電流を事前に算出した算出時間供給することで、ＡＴＣを実行することなく、上限値のバイアス電流の供給開始から算出時間経過後に光変調器２０内の温度が第２の目標温度に収束することになる。そして、光送信装置１は、光変調器２０内の温度が第２の目標温度に収束した後、光信号の出力レベルが目標レベルになるようにＬＤ１０に供給するバイアス電流を制御するＬＤ電流制御のＡＰＣを実行する。その結果、ＬＤ１０への上限値のバイアス電流の供給で光変調器２０の温度が第２の目標温度に収束するまでの時間を短縮化することで光送信装置１の起動時間を短縮化できる。

【0067】

尚、実施例３の光送信装置１は、単一のＬＤ１０を単一の変調部２３で光変調し、シャッタ２４Ａで光変調信号の出力をＯＮ／ＯＦＦする場合を例示したが、単一のＬＤ１０に限定されるものではなく、その実施の形態につき、実施例４として以下に説明する。

【実施例4】

【0068】

図１０は、実施例４の光送信装置１Ａの一例を示すブロック図である。図１０に示す光送信装置１Ａは、第１のＬＤ１０Ａと、第２のＬＤ１０Ｂとを有する。光変調器２０Ａは、第１のＰＤ２１Ａと、第１の変調部２３１と、第２のＰＤ２１Ｂと、第２の変調部２３２と、ＭＵＸ２４０とを有する。制御部３０Ａは、ＰＤモニタ３１、ＬＤ電流設定部３２、光変調器温度モニタ３３、ＭＺＭヒータ電流設定部３４、切替判定部３５及びシャッタヒータ電流設定部３６の他に、電流制御切替部３７を有する。尚、説明の便宜上、第１のＬＤ１０Ａに電流を供給するＬＤ電流設定部、第１のＰＤ２１ＡのＰＤ電流をモニタするＰＤモニタ、および第１のＭＺＭヒータ２３Ｂ１に電流を供給するＭＺＭヒータ電流設定部は、図示しないが、制御部３０Ａ内には、第１のＬＤ１０Ａに電流を供給する他のＬＤ電流設定部３２、第１のＰＤ２１ＡのＰＤ電流をモニタする他のＰＤモニタ３１及び第１ののＭＺＭヒータ２３Ｂ１に電流を供給する他のＭＺＭヒータ電流設定部３３を配置しているものとする。

【0069】

第１のＬＤ１０Ａは、バイアス電流に応じて第１の波長の第１の光信号を発光する。第１のＰＤ２１Ａは、第１のＬＤ１０Ａからの第１の光信号を電流変換し、電流変換後の第１の光信号の出力レベルを検出する。第１の変調部２３１は、第１のＭＺＭ２３Ａ１と、第１のＭＺＭヒータ２３Ｂ１とを有する。第１のＭＺＭ２３Ａ１は、電圧を印加することで第１の光信号を光変調する。第１のＭＺＭヒータ２３Ｂ１は、第１のＭＺＭ２３Ａ１内のアーム間に温度差を発生し、温度差の発生に応じて両アームに光路差が生じてアーム間で位相差を調整する。そして、第１のＭＺＭ２３Ａ１は、第１のＬＤ１０Ａからの第１の光信号に電圧を印加することで第１の光変調信号を出力する。

【0070】

第２のＬＤ１０Ｂは、バイアス電流に応じて第２の波長の第２の光信号を発光する。第２のＰＤ２１Ｂは、第２のＬＤ１０Ｂからの第２の光信号を電流変換し、電流変換後の第２の光信号の出力レベルを検出する。第２の変調部２３２は、第２のＭＺＭ２３Ａ２と、第２のＭＺＭヒータ２３Ｂ２とを有する。第２のＭＺＭ２３Ａ２は、電圧を印加することで第２の光信号を光変調する。第２のＭＺＭヒータ２３Ｂ２は、第２のＭＺＭ２３Ａ２内のアーム間に温度差を発生し、温度差の発生に応じて両アームに光路差が生じてアーム間で位相差を調整する。そして、第２のＭＺＭ２３Ａ２は、第２のＬＤ１０Ｂからの第２の光信号に電圧を印加することで第２の光変調信号を出力する。

【0071】

ＭＵＸ２４０内のシャッタ２４１は、第１の光変調信号又は第２の光変調信号の位相量を調整することで、第１のＭＺＭ２３Ａ１からの第１の光変調信号の出力ＯＮ／ＯＦＦすると共に、第２のＭＺＭ２３Ａ２からの第２の光変調信号の出力ＯＮ／ＯＦＦする。シャッタヒータ２４２は、シャッタ２４１を加熱することで第１の光変調信号又は第２の光変調信号の位相量を調整する。ＭＵＸ２４０は、光変調後の第１の光変調信号及び／又は、光変調後の第２の光変調信号を出力する。その結果、ＭＵＸ２４０は、シャッタヒータ２４２でシャッタ２４１を加熱して第１の光変調信号又は第２の光変調信号の位相量を調整することで、第１の光変調信号又は第２の光変調信号の出力をＯＮ／ＯＦＦできる。

【0072】

実施例４の光送信装置１Ａでは、電源起動を検出した場合、光変調器２０Ａ内の温度が第２の目標温度に収束するまで、運用時のバイアス電流に比較して高いバイアス電流をＬＤ１０に供給するＬＤ電流制御のＡＴＣを開始する。更に、光送信装置１Ａは、光変調器２０Ａ内の温度が第２の目標温度に収束した後、光信号の出力レベルが目標レベルになるようにＬＤ１０に供給するバイアス電流を設定するＬＤ電流制御のＡＰＣに切り替える。その結果、ＬＤ１０へのバイアス電流の供給増で光変調器２０Ａの温度が第２の目標温度に収束するまでの時間を短縮化することで光送信装置１Ａの起動時間を短縮化できる。

【0073】

尚、実施例１の光送信装置１は、光変調器２０の温度を第２の目標温度に収束すべく、ＬＤ１０に供給するバイアス電流を調整する場合を例示した。しかしながら、ＬＤ１０に供給するバイアス電流を調整するのではなく、光変調器２０の温度を調整する光変調器ヒータ２５を調整しても良く、その実施の形態につき、実施例５として以下に説明する。尚、実施例１の光送信装置１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。

【実施例5】

【0074】

図１１は、実施例５の光送信装置１Ｂの一例を示すブロック図である。図１１に示す光送信装置１Ｂ内の光変調器２０Ｂは、光変調器２０Ｂ本体を加熱する光変調器ヒータ２５を有する。光送信装置１Ｂ内の制御部３０Ｂは、電流制御切替部３７の代わりに、光変調器ヒータ２５にドライブ電流を供給する光変調器ヒータ電流設定部３８を有する。

【0075】

光変調器ヒータ電流設定部３８は、光変調器温度モニタ３３の光変調器２０Ｂの温度、切替判定部３５の切替判定結果及び装置温度モニタ４２の光送信装置１Ｂの温度に基づき、光変調器ヒータ２５に供給するドライブ電流を設定する。光変調器ヒータ電流設定部３８は、光変調器２０Ｂの温度が第２の目標温度に収束するように、光変調器ヒータ２５に供給するドライブ電流を設定する。

【0076】

図１２は、実施例５の光送信装置１Ｂの電源起動開始から運用開始までのヒータ電力、ＬＤ電流、温度、光出力の時間推移の一例を示す説明図である。ｔ０のタイミングでＭＺＭヒータ２３Ｂ及び光変調器ヒータ２５の電力制御を開始する。

【0077】

ＬＤ電流設定部３２は、ＯＦＦ中のｔ１のタイミングに応じてＬＤ電流制御のＡＰＣを開始する。ＭＺＭヒータ電流設定部３４のＭＺＭヒータ制御は、ｔ０のタイミングに応じてＭＺＭヒータ制御のＡＰＣを開始する。光変調器ヒータ電流設定部３８は、ｔ０のタイミングに応じて、光変調器２０Ｂの温度が第２の目標温度に収束するまで光変調器ヒータ制御のＡＴＣを開始し、光変調器２０Ｂの温度が第２の目標温度に収束した場合に光変調器ヒータ２５をＯＦＦする。切替判定部３５のシャッタ制御は、通常ＯＮ状態からｔ３のタイミングに応じてＯＦＦ状態に切り替える。尚、シャッタ２４ＡがＯＮの場合、変調部２３の光変調信号の出力をＯＦＦ、シャッタ２４ＡがＯＦＦの場合、変調部２３の光変調信号の出力をＯＮにする。光送信装置１の状態は、ｔ０のタイミングで起動を開始し、ｔ３のタイミングに応じて起動中から運用中に切り替える。

【0078】

光送信装置１Ｂは、電源起動を検出した場合、光変調器２０Ｂの温度が第２の目標温度に収束するように光変調器ヒータ制御のＡＴＣを開始する。そして、光変調器２０の温度が第２の目標温度に収束した場合、光変調器ヒータ制御のＡＴＣをＯＦＦにする。その結果、光変調器ヒータ２５を加熱することで光変調器２０Ｂの温度が第２の目標温度に収束するまでの時間を短縮化することで光送信装置１Ｂの起動時間を短縮化できる。

【0079】

図１３は、実施例５の光送信装置１Ｂの第４の起動処理に関わる処理動作の一例を示すフローチャートである。光送信装置１Ｂ内の切替判定部３５は、電源起動に応じて、シャッタ２４ＡをＯＮにして変調部２３からの光変調信号の出力を停止する（ステップＳ４１）。光送信装置１Ｂ内のＭＺＭヒータ電流設定部３４は、シャッタ２４ＡをＯＮ状態でＭＺＭヒータ２３Ｂの電力制御を開始する（ステップＳ４２）。尚、ＭＺＭヒータ電流設定部３４は、ｔ０のタイミングでＭＺＭヒータ２３Ｂの電力制御のＡＰＣを開始する。

【0080】

光送信装置１Ｂ内の光変調器ヒータ電流設定部３８は、ＭＺＭヒータ電力制御を開始した後、光変調器ヒータ２５の電力制御のＡＴＣを開始する（ステップＳ４３）。尚、光変調器２０Ｂは、光変調器ヒータ２５への電力制御で光変調器２０Ｂ内の温度が上昇する。更に、光送信装置１Ｂ内のＬＤ電流設定部３２は、ＬＤ電流制御のＡＰＣを開始する（ステップＳ４４）。光送信装置１Ｂは、光変調器２０Ｂの温度が第２の目標温度に収束したか否かを判定する（ステップＳ４５）。

【0081】

光送信装置１Ｂ内の光変調器ヒータ電流設定部３８は、光変調器２０Ｂ内の温度が第２の目標温度に収束した場合（ステップＳ４５：Ｙｅｓ）、光変調器ヒータ電力制御のＡＴＣをＯＦＦにする（ステップＳ４６）。更に、光送信装置１Ｂ内の切替判定部３５は、光変調器ヒータ電力制御をＯＦＦにした後、シャッタ２４ＡをＯＦＦにして変調部２３からの光変調信号の出力を開始し（ステップＳ４７）、図１３に示す処理動作を終了する。光送信装置１Ｂは、光変調器２０Ｂ内の温度が第２の目標温度に収束しなかった場合（ステップＳ４５：Ｎｏ）、光変調器２０Ｂ内の温度が第２の目標温度に収束したか否かを判定すべく、ステップＳ４５に移行する。

【0082】

実施例５の光送信装置１Ｂは、電源起動に応じて光変調器ヒータ２５に対してドライブ電流を供給することで、ＬＤ１０の発熱温度に依存する場合に比較して、光変調器２０Ｂの温度を第２の目標温度に速やかに収束できる。その結果、光送信装置１Ｂの起動時間を大幅に短縮化できる。

【0083】

尚、実施例５の光送信装置１Ｂは、電源起動に応じて光変調器２０Ｂを加熱するための光変調器ヒータ２５にドライブ電流を多く流しながらＬＤ１０の光信号の出力レベルが目標レベルになるように安定したバイアス電流を供給する場合を例示した。しかしながら、ＬＤ１０に対してバイアス電流を安定供給しながら、光変調器２０Ｂの温度が上昇するに連れて光変調器ヒータ２５へのドライブ電流を徐々に抑制しても良い。

【0084】

尚、実施例１乃至５の光変調器２０（２０Ａ，２０Ｂ）は、シリコンフォトニクス光変調器を例示した。しかしながら、例えば、ＬＮ(Lithium Niobate)光変調器、ＩｎＰ(Indium Phoshide)光変調器、ポリマ光変調器、ＤＭＬ(Directly Modulated Laser)変調器やＥＭＬ(Electro-absorption Modulator Laser)変調器等の光変調器にも適用可能である。

【0085】

尚、ＩｎＰ光変調器及びＥＭＬ光変調器は、温度特性が大きいデバイス温度制御のため、ペルチェ素子(ＴＥＣ：Thermoelectric Coolers)の搭載が一般的である。従って、ＴＥＣを構成部品に含んだケースでは本発明の効果は見いだせないため、必要に応じてＴＥＣを部品に含まない構成の光変調器内の空間の温度が第２の目標温度に収束したか否かを判定することが必要となる。光変調器からＴＥＣ部品を隔離した構成とした場合には、例えば、ＩｎＰ光変調器及びＥＭＬ光変調器等でも同様の効果が得られる。

【0086】

また、本願発明は、ＬＮ光変調器及びＤＭＬ光変調器にも適用可能であるが、ＬＮ光変調器及びＤＭＬ変調器は温度変動が小さいため、温度変動が大きいと考えられるシリコンフォトニクス光変調器に関しては顕著な効果が得られる。

【0087】

導波路がシリコン、ＭＺＭがポリマ等のハイブリッド構成にした光変調器にも適用可能である。また、説明の便宜上、光送信装置１を例示したが、当該光送信装置１の他に光受信装置を内蔵した光通信装置にも適用可能である。

【0088】

実施例１の光送信装置１は、実施例５の光変調器ヒータ電流設定部３８及び光変調器ヒータ２５を内蔵しても良い。この場合、光送信装置１は、電源起動時に、ＬＤ１０へのＡＴＣ制御に加え、光変調器ヒータ２５に対してドライブ電流を供給することで、光変調器２０の温度を第２の目標温度に早期に収束できる。その結果、実施例１の光送信装置１に比較して電源起動開始から運用開始までの起動時間を大幅に短縮できる。

【0089】

光送信装置１は、光変調器２０の温度が第２の目標温度になるように、光変調器２０の温度が第２の目標温度に収束させる場合を例示したが、光変調器２０の温度が第２の目標温度に到達若しくは第２の目標温度付近に到達するようにしても良い。

【0090】

また、図示した各部の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各部の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。

【0091】

更に、各装置で行われる各種処理機能は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）（又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）等のマイクロ・コンピュータ）上で、その全部又は任意の一部を実行するようにしても良い。また、各種処理機能は、ＣＰＵ（又はＭＰＵ、ＭＣＵ等のマイクロ・コンピュータ）で解析実行するプログラム上、又はワイヤードロジックによるハードウェア上で、その全部又は任意の一部を実行するようにしても良いことは言うまでもない。

【符号の説明】

【0092】

１，１Ａ，１Ｂ 光送信装置
１０ ＬＤ
１０Ａ 第１のＬＤ
１０Ｂ 第２のＬＤ
２０，２０Ａ，２０Ｂ 光変調器
２１ ＰＤ
２２ 光変調器サーミスタ
２３ 変調部
２３Ａ ＭＺＭ
２３Ａ１ 第１のＭＺＭ
２３Ａ２ 第２のＭＺＭ
２４ 開閉部
２４Ａ シャッタ
２５ 光変調器ヒータ
３０，３０Ａ，３０Ｂ 制御部
３１ ＰＤモニタ
３２ ＬＤ電流設定部
３３ 光変調器温度モニタ
３７ 電流制御切替部
３８ 光変調器ヒータ電流設定部
２４１ シャッタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】