[发明专利]光发射器和光收发器

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括温度监视功能的光发射器和光收发器。

背景技术

在光收发器中，伴随尺寸减小和加速，监视装置的温度变得重要。然而，由于高密度安装，使用分立部件(discrete component)的温度监视方法由于部件布置的限制而导致监视精度的问题。特别是关于伴随有构成发射单元的驱动器等的发热的有源装置，在内部布置温度传感器的情况不存在，并且期望实施不需要外部部件的温度监视功能。

在100Gbps级别的光收发器中，作为可插拔收发器，通过诸如百千兆比特型可插拔(CFP)、CFP2和CFP4的标准化，尺寸小型化已经取得了进步。在长距离应用中，通常使用使用诸如二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)和16正交振幅调制(16QAM)的相位调制作为调制方法的相干光通信技术，并且发射单元由马赫-曾德调制器实施。

然而，为了驱动材料为铌酸锂的马赫-曾德调制器，通常需要6至7Vpp的振幅，并且即使在材料为磷化铟的调制器的情况下，所需的振幅通常为5Vpp。此外，驱动适于正交调制和双极化的四个马赫-曾德调制器的四通道高输出振幅驱动器是必要的，并且在收发器中占用大比例的电力消耗。除此之外，为了适应于密集波分复用(DWDM)通信，诸如波长可变光源和相干接收器的有源装置也安装在光收发器中。此外，在CFP中，存在另外容纳进行发射和接收的信号处理的数字信号处理器(DSP)的情况。

在小型收发器中，需要高密度地安装这些有源装置，并且为了监视由于发热而引起的产品劣化，已经检查了为每个装置提供温度监视功能。然而，一般来说，温度监视功能不并入到并入调制器驱动驱动器和接收器中的跨阻放大器中，并且通常在外部安装温度传感器。

图6是由CFP2代表的长距离相干光收发器的框图，其中不并入高速信号处理DSP。驱动器41、相干接收器42和波长可变光源43是伴随有主要发热的有源装置，并且期望监视这些有源装置的温度。

温度传感器46旨在监视驱动器41的温度，并且被配置为经由控制器45向外部做出通知。可插拔收发器具有下述配置：输入和输出端子被布置在壳体的短边的一个方向上，发射单元和接收单元被布置成彼此相邻，并且特别地，存在在用于与外部对接的电接口单元中布线和部件的安装密度增加的趋势。

此外，驱动器41包括将四通道高速信号放大到高输出振幅的功能，并且消耗大量电力，使得需要在驱动器的背面上设置热辐射散热器。除此之外，由于需要以良好的功率效率来放大宽带信号，所以对于驱动器输出需要附近的外部T型偏置器(bias tee)，并且由于这个原因，大大限制了装置附近的安装空间。

在这种限制下，即使当可以布置温度传感器46时，也难以适当地与其他有源装置进行热分离，并且包括四个通道的驱动器与温度传感器之间的距离变得不均匀，从而导致温度监视的精度恶化的问题。

因此，与高密度安装相反，使用外部温度传感器的温度监视不仅导致部件数量的增加，而且由于难以将温度传感器布置在加热元件附近、热量从其他设备到处流动等等，所以具有精度上的问题。

专利文献1描述了以下半导体光学元件。在集成了电吸收调制器的半导体激光器的情况下，在元件中产生热量最多的激光器单元附近提供可以测量电流-电压特性的区域。因为电流-电压特性取决于元件有源层单元的温度而波动，所以当供应特定恒定电流时，通过读取电压值来检测元件温度。

根据专利文献2，使用在接收侧控制中使用的温度感测元件信息来同时并行地进行激光器模块和用于驱动该模块的驱动器的集成电路(IC)的温度补偿控制。

专利文献3描述了以下光发射器。提供了监视激光二极管的光的光电二极管(PD)，并且当PD的电流值恒定时，PD的电压值变为温度的线性函数，并且因此，从该电流值测量封装内的温度。

专利文献4描述了一种光收发器，其检测接收透射光的监视光的透射光监视PD的电压降，并且基于该电压降来测量封装内的温度。

[引用列表]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利申请公开出版物No.2006-324801

[专利文献2]日本专利申请公开出版物No.2007-019119

[专利文献3]日本专利申请公开出版物No.2010-251646

[专利文献4]日本专利申请公开出版物No.2011-165714

[专利文献5]日本专利申请公开出版物No.2006-054272

[非专利文献]