DE19600194A1

DE19600194A1 - Antriebsschaltung für einen optischen Elektroabsorptionsmodulator und optischer Sender mit dem optischen Modulator

Info

Publication number: DE19600194A1
Application number: DE19600194A
Authority: DE
Inventors: Keisuke Imai; Setsuo Misaizu; Mitsuharu Noda; Hiroshi Yamada
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-05-18
Filing date: 1996-01-04
Publication date: 1996-11-21
Also published as: JPH08316580A; US5706117A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsschaltung für einen optischen Elektroabsorptionsmodulator und einen optischen Sender mit dem optischen Modulator.

In faseroptischen Kommunikationssystemen nimmt die Modulationsgeschwindigkeit zu. Bei der direkten Intensitätsmodulation einer Laserdiode besteht das Problem des Wellenlängenzirpens (wavelenght chirping). Das Zirpen führt zu einer Signalformverzerrung, wenn Signallicht durch eine optische Faser geführt wird, welche Farbdispersion (Wellenlängendispersion) aufweist. Aus dem Gesichtspunkt des Faserverlustes, ist die günstigste Wellenlänge für die Anwendung in einer Silikafaser 1,55 µm. Bei dieser Wellenlänge hat eine normale Faser eine Farbdispersion von ungefähr 17 ps/km/nm, was die Übertragungsweite beschränkt. Um dieses Problem zu umgehen, wird die Verwendung eines externen Modulators zunehmend erwartet.

Als praktischer externer Modulator wurde ein Mach-Zehnder optischer Modulator (LN-Modulator) unter Verwendung eines LiNbO3-Substrates entwickelt. Trägerlicht mit einer konstanten Intensität von einer Lichtquelle wird dem LN- Modulator zugeführt, in welchem ein intensität-moduliertes Signallicht erhalten wird durch eine Schaltoperation unter Verwendung von Lichtinterferenz. Der LN-Modulator hat jedoch oft erwähnte Nachteile, welche sind: Das Erfordernis einer relativ hohen Antriebsspannung (Betriebsspannung), die Notwendigkeit zur automatischen Spannungssteuerung zur Aufrechterhaltung eines konstanten Arbeitspunkts, was tendenziell zur Vergrößerung der Abmessungen der Vorrichtung führt, usw.

Im Hinblick auf diese Nachteile wurde ein optischer Elektroabsorptionsmodulator (EA-Modulator) vorgeschlagen als externer Modulator, welcher es erlaubt, mit niedriger Leistung betrieben zu werden und welcher zur Abmessungsverkleinerung geeignet ist. Der EA-Modulator absorbiert Trägerlicht entsprechend einer angelegten Spannung, um somit intensitätsmoduliertes Signallicht zu erzeugen. Ein praktischer EA-Modulator ist als Halbleiterchip vorgesehen, welcher durch eine Halbleiterschichtungstechnik hergestellt wird. Dieser Halbleiterchip kann leicht mit einer Laserdiode als Lichtquelle integriert werden, was somit die Verwirklichung eines stark verkleinerten optischen Senders ermöglicht.

In einem faseroptischen Kommunikationssystem, welches einen optischen Sender mit solch einem integrierten Halbleiterchip als einem EA-Modulator und eine Laserdiode verwendet, wird eine Übertragungslänge beschränkt durch Wellenlängenzirpen aufgrund einer Restreflexion in dem als EA-Modulator verwendeten Halbleiterchip. Das bedeutet, daß in einem Arbeitsbereich, in welchem die an den EA-Modulator angelegte Spannung niedrig ist, der Betrieb der Laserdiode instabil ist, was leicht zum Auftreten einer Signalformverschlechterung führt. Um dieses Problem zu lösen, wurden konventionell verschiedene Maßnahmen ergriffen, einschließlich einer Antireflexionsbeschichtung für den Halbleiterchip. Gegenwärtig sind solche Maßnahmen jedoch keine drastischen Maßnahmen gegen die Signalformverschlechterung.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Signalformverschlechterung in einem optischen Sender mit einem EA-Modulator zu verhindern, um somit eine Langstreckenübertragung zu ermöglichen.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsschaltung für einen EA-Modulator zu schaffen, welche geeignet ist zur Verhinderung der Signalformverschlechterung.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein optischer Sender geschaffen, welcher eine Lichtquelle umfaßt, der ein Antriebsstrom zugeführt wird zur Erzeugung von Trägerlicht, welches eine Intensität entsprechend dem Antriebsstrom hat; einen EA-Modulator zum Empfangen des Trägerlichts und Absorbieren des Trägerlichts gemäß einer angelegten Spannung um somit intensitätsmoduliertes Signallicht auszusenden; eine Vorspannvorrichtung zum Anlegen einer Offsetspannung an den EA-Modulator, so daß die angelegte Spannung in einen Bereich eintritt, in welchem die Erzeugung des Trägerlichtes in der Lichtquelle stabil ist; und eine Modulationssignal- Erzeugungsvorrichtung zum Empfangen eines Eingabesignals zur Überlagerung eines Modulationssignales entsprechend dem Eingabesignal auf die Offsetspannung.

In dem optischen Sender mit dem EA-Modulator zum Absorbieren des Trägerlichts gemäß der angelegten Spannung, um somit das intensitätsmodulierte Signallicht wie oben erwähnt zu schaffen, wird die Offsetspannung an den EA-Modulator angelegt so daß die an den EA-Modulator angelegte Spannung in den Bereich eintritt, in welchem die Erzeugung des Trägerlichts in der Lichtquelle stabil ist. Dementsprechend kann die Signalformverschlechterung verhindert werden, um so eine Langstreckenübertragung zu ermöglichen.

Die obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Art und Weise ihrer Realisierung werden ersichtlich, und die Erfindung selbst wird besser verständlich, aus einem Studium der folgenden Beschreibung und der angehängten Ansprüche unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, welche einige bevorzugte Ausführungen der Erfindung zeigen.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, welches die Grundkonfiguration eines optischen Senders gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines optischen Senders, welches eine bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 3 ist ein Diagramm, welches einen charakteristischen Betrieb des in Fig. 2 gezeigten optischen Senders zeigt;

Fig. 4 ist ein Schaltbild, welches eine erste bevorzugte Ausführung einer Antriebsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 5 ist ein Schaltbild, welches eine zweite bevorzugte Ausführung der Antriebsschaltung zeigt;

Fig. 6 ist ein Schaltbild, welches eine dritte bevorzugte Ausführung der Antriebsschaltung zeigt;

Fig. 7 ist ein Schaltbild, welches eine vierte bevorzugte Ausführung der Antriebsschaltung zeigt;

Fig. 8 ist ein Schaubild, welches das Verhältnis zwischen einem in einem EA-Modulator erzeugten Strom und einer an den EA-Modulator angelegten Spannung zeigt;

Fig. 9 ist eine Ansicht, welche die Konfiguration einer MI-LD (modulatorintegrierte Laserdiode) zeigt;

Fig. 10 ist ein Äquivalentschaltbild der in Fig. 9 gezeigten MI-LD;

Fig. 11 ist ein Äquivalentschaltbild, welches eine erste bevorzugte Ausführung einer verbesserten MI-LD gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 12 ist ein Äquivalentschaltbild, welches eine zweite bevorzugte Ausführung der verbesserten MI-LD zeigt;

Fig. 13 ist ein Blockdiagramm eines optischen Senders, gekennzeichnet durch APC gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 14 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der Veränderungen in der Last eines Eingabesignales und von Signallicht;

Fig. 15 ist ein Blockdiagramm, welches eine fünfte bevorzugte Ausführung der Antriebsschaltung zeigt;

Fig. 16 ist ein Blockdiagramm, welches eine sechste bevorzugte Ausführung der Antriebsschaltung zeigt;

Fig. 17 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung des Betriebsprinzips in Fig. 16;

Fig. 18 ist ein Diagramm, welches eine Modulationssignal- Erzeugungsschaltung zeigt unter Verwendung einer Betriebscharakteristik eines FETs;

Fig. 19 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung des Betriebsprinzips in Fig. 18; und

Fig. 20 ist ein Blockdiagramm eines optischen Senders, an welchen Direktmodulation angelegt wird.

Einige bevorzugte Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden nun ausführlich beschrieben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, welches die grundlegende Konfiguration eines optischen Senders gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Dieser optische Sender hat eine Lichtquelle 2, beispielsweise als Laserdiode konfiguriert, einen EA- Modulator 4, beispielsweise als Halbleiterchip konfiguriert, und eine Antriebsschaltung 6 zur Zuführung einer angelegten Spannung an den EA-Modulator 4. Die Lichtquelle 2 wird mit einem Antriebsstrom beliefert zur Erzeugung von Trägerlicht, welches eine Intensität entsprechend dem Antriebsstrom hat. Das Trägerlicht wird dem EA-Modulator 4 eingegeben. Der EA- Modulator 4 absorbiert das Trägerlicht gemäß der angelegten Spannung, um somit intensitätsmoduliertes Signallicht abzugeben. Die Antriebsschaltung 6 beinhaltet eine Vorspannschaltung 8 und eine Modulationssignal- Erzeugungschaltung 10. Die Vorspannschaltung 8 liefert eine Offsetspannung an den EA-Modulator 4, so daß die an den EA- Modulator 4 angelegte Spannung in einen Bereich eintritt, in welchem die Erzeugung des Trägerlichts in der Lichtquelle 2 stabil ist. Die Modulationssignal-Erzeugungsschaltung 10 empfängt ein Eingabesignal und überlagert ein Modulationssignal entsprechend dem Eingabesignal auf die Offsetspannung.

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines optischen Senders, welches eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine Laserdiode 12, welche als die in Fig. 1 gezeigte Lichtquelle 2 verwendet wird, hat eine vordere Fläche 12A und eine Rückfläche 12B. das von der Laserdiode 12 ausgesendete Trägerlicht beinhaltet Vorwärtslicht 14, welches von der vorderen Fläche 12A ausgestrahlt wird und Rückwärtslicht 16, welches von der Rückfläche 12B abgestrahlt wird. Das Rückwärtslicht 16 wird in einer Fotodiode (Fotodetektor) 18 in ein elektrisches Signal gewandelt, welches einen Pegel entsprechend der Intensität des Rückwärtslichts 16 hat. Eine automatische Leistungssteuerschaltung (APO-Schaltung = automatic power control) 20 steuert den Antriebsstrom in der Laserdiode 12, so daß der Pegel des von der Fotodiode 18 ausgegebenen elektrischen Signales konstant wird. Der Steuerungsgegenstand der APC-Schaltung 20 kann die Temperatur der Laserdiode 12 sein.

Das Vorwärtslicht 14, welches von der vorderen Fläche 12A der Laserdiode 12 abgestrahlt wird, wird in einem EA-Modulator 4 in intensitätsmoduliertes Signallicht gewandelt, und dieses Signallicht wird dann durch einen optischen Isolator 22 in eine optische Faser 24 eingespeist. Die Bezugsziffer 26 bezeichnet einen Abschlußwiderstand zur Erzeugung einer angelegten Spannung in dem EA-Modulator 4 gemäß eines von der Antriebsschaltung 6 zugeführten Signals. Die Impedanz des Abschlußwiderstandes für eine Mikrowellenanpassung für Hochgeschwindigkeitsmodulation ist beispielsweise 50 Ohm. Die Fotodiode 18, die Laserdiode 12, der EA-Modulator 4, der optische Isolator 22 und der Abschlußwiderstand 26 sind in einer Verpackung bzw. einem Gehäuse 28 untergebracht. Die APO-Schaltung 20 und die Antriebsschaltung 6 sind auf einer gedruckten Leiterplatte vorgesehen, auf welcher das Gehäuse 28 montiert ist.

Fig. 3 ist ein Schaubild, welches eine Betriebscharakteristik des in Fig. 2 gezeigten optischen Senders zeigt. Die durch Bezugsziffer 30 bezeichnete Kurve stellt das Verhältnis zwischen der Intensität (Leistung) P_OUT des von dem EA- Modulator 4 aus gegebenen Signallichtes und der an dem EA- Modulator 4 angelegten Spannung V_EA dar. Es ist ersichtlich, daß eine Veränderung in der Ausgangsleistung P_OUT im wesentlichen proportional zum Quadrat einer Veränderung der angelegten Spannung V_EA ist. In einem konventionellen, allgemeinen Antriebsverfahren für einen EA-Modulator wird ein Modulationssignal, welches sich verändert zwischen einem Wert, der das Maximum der Ausgangsleistung P_OUT wiedergibt und einem Wert, der das Minimum der Ausgangsleistung P_OUT wiedergibt, dem EA-Modulator zugeführt wie durch eine gestrichelte Linie 32 dargestellt, wobei ein intensitätsmoduliertes Signallicht von dem EA-Modulator ausgegeben wird, wie durch eine gestrichelte Linie 34 gezeigt.

Die durch Bezugsziffer 36 bezeichnete Kurve stellt das Verhältnis zwischen dem Antriebsstrom I_LD in der Laserdiode 12 und der an dem EA-Modulator angelegten Spannung V_EA dar, wenn die in Fig. 2 gezeigte APO-Schaltung 20 in Betrieb ist. In einem Arbeitsbereich, in welchem die angelegte Spannung V_EA niedrig ist, ist der Antriebsstrom I_LD in der Laserdiode 12 instabil, wie durch die Bezugsziffer 36A gezeigt. Das Phänomen, daß der durch die APO-Schaltung 20 gesteuerte Antriebsstrom I_LD in der Laserdiode 12 sich mit einer Veränderung in der an den EA-Modulator 4 angelegten Spannung V_EA verändert, bedeutet, daß die Intensität des von der Laserdiode 12 abgegebenen Trägerlichts sich verändert entsprechend der Absorptionsstärke des Trägerlichts in dem EA-Modulator 4. Man führt dies auf die Tatsache zurück, daß Licht, welches an einer Signallichtausgang-Endfläche des EA- Modualators 4 reflektiert wird, zu der Laserdiode 12 zurückkehrt, und daß dieses Phänomen Zirpen in der Oszillation der Laserdiode 12 verursacht, was zur Signalformverschlechterung führt.

In dieser Ausführung, welche dieses Problem behandelt, wird der EA-Modulator 4 betrieben zur Vermeidung des Bereiches 36A, in welchem die Erzeugung des Trägerlichtes in der Laserdiode 12 instabil ist. Das heißt, eine Offsetspannung V_OFF wird vorbereitend an dem EA-Modulator 4 angelegt, und ein Modulationssignal, wie es durch Bezugsziffer 38 dargestellt ist, wird der Offsetspannung v_OFF überlagert, wodurch intensitätsmoduliertes Signallicht erhalten wird, wie es durch Bezugsziffer 40 dargestellt ist. Dementsprechend kann das Zirpen in der Laserdiode 12 unterdrückt werden, um dadurch die Signalformverschlechterung des Signallichtes zu minimieren.

Nun werden einige bevorzugte Ausführungen der Antriebsschaltung zur Anlegung der oben erwähnten Offsetspannung an den EA-Modulator beschrieben. Die gemeinsamen Merkmale, welche eine Hochgeschwindigkeitsmodulation in den ersten bis dritten bevorzugten Ausführungen der Antriebsschaltung erlauben, sind wie folgt:

(1) Die Vorspannschaltung 8 (siehe Fig. 1) beinhaltet eine variable Spannungsquelle oder eine variable Stromquelle, welche operativ verbunden ist mit dem EA-Modulator 4.
(2) Das Eingabesignal an die Modulationssignal- Erzeugungschaltung 10 umfaßt ein erstes Signal und ein zweites Signal als ein Inversionssignal des ersten Signals.
(3) Die Modulationssignal-Erzeugungsschaltung 10 beinhaltet ein differentielles Paar von Schaltelementen, welche erste und zweite Anschlüsse haben, welchen die ersten und zweiten Signale jeweils zugeführt werden, und welche einen Ausgangsanschluß haben, der operativ verbunden ist mit dem EA-Modulator 4, und eine Konstantstromquelle, welche operativ verbunden ist mit dem differentiellen Paar.

Diese Merkmale werden nun eingehender beschrieben.

Fig. 4 ist ein Schaltbild, welches die erste bevorzugte Ausführung der Antriebsschaltung zeigt. Der EA-Modulator 4 ist aus einem Halbleiterchip konfiguriert, welcher eine Diodencharakteristik hat, und der Abschlußwiderstand 26 ist zwischen der Anode und der Kathode des EA-Modulators 4 angeschlossen. Die Kathode des EA-Modulators 4 ist geerdet und die Anode des EA-Modulators 4 ist über einen Induktor 42 mit dem negativen Anschluß einer variablen Spannungsquelle 44 verbunden. Der positive Anschluß der variablen Spannungsquelle 44 ist geerdet.

Das differentielle Paar besteht aus FETs (Feldeffekttransistoren) 46 und 48. Die Gates der FETs 46 und 48 sind mit einem Eingabeanschluß 50 für das erste Signal und einem Eingabeanschluß 52 für das zweite Signal jeweils verbunden. Die Sources der FETs 46 und 48 sind mit einer Konstantstromquelle 54 verbunden. Das Drain des FET 46 ist über einen Widerstand 56 geerdet, und das Drain des FET 48 ist mit der Anode des EA-Modulators 4 verbunden.

Gemäß dieser Schaltung kann die an den EA-Modulator 4 angelegte Spannung durch die variable Spannungsquelle 44 geregelt werden. Ferner kann ein Modulationssignal, welches "hoch" oder "tief" wird gemäß einer Pegeldifferenz zwischen dem ersten Eingabesignal, welches dem Eingabeanschluß 50 zugeführt wird, und dem zweiten Eingabesignal, welches dem Eingabeanschluß 52 zugeführt wird, überlagert werden als ein Potential des Drains des FETs 48 auf die Offsetspannung. In diesem Fall ist das Vorzeichen der rechten Seite der in Fig. 3 gezeigten V_EA-Achse negativ.

Fig. 5 ist ein Schaltbild, welches die zweite bevorzugte Ausführung der Antriebsschaltung zeigt. Im Gegensatz zu der in Fig. 4 gezeigten ersten bevorzugten Ausführung ist die in Fig. 5 gezeigte Schaltung dadurch gekennzeichnet, daß eine variable Spannungsquelle 58 für den Offset eines Ausgabepegels des differentiellen Paares (für die Vorspannungseinstellung des differentiellen Paares) gewählt ist, und dementsprechend das Drain des FET 48 und die Anode des EA-Modulators 4 wechselstromgekoppelt sind durch einen Kondensator 60. Der positive Anschluß der variablen Spannungsquelle 58 ist geerdet und der negative Anschluß der variablen Spannungsquelle 58 ist durch einen Induktor 62 mit dem Drain des FET 48 verbunden.

Fig. 6 ist ein Schaltbild, welches die dritten bevorzugte Ausführung der Antriebsschaltung zeigt. Im Gegensatz zu der in Fig. 5 gezeigten zweiten bevorzugten Ausführung wird die in Fig. 6 gezeigte Schaltung dadurch gekennzeichnet, daß eine Gateerdungsschaltung einschließlich eines FET 64 hinzugefügt ist. Der Source des FET 64 ist mit dem Drain des FET 48 verbunden, und das Gate des FET 64 ist mit dem negativen Anschluß einer Konstantspannungsquelle 66 verbunden. Der positive Anschluß der Konstantspannungsquelle 66 ist geerdet. Ein Modulationssignal, welches als eine Veränderung im Potential des Drain des FET 64 erhalten wird, wird auf die Offssetspannung durch den Kondensator 60 überlagert. Die Hinzufügung einer solchen Gateerdungsschaltung erlaubt eine Verkleinerung der Drain/Source-Spannung der FETs 46 und 48. In den ersten bis dritten bevorzugten Ausführungen kann die Amplitude des der Offsetspannung überlagerten Modulationssignales beispielsweise eingestellt werden durch die Größe des von der Konstantstromquelle 54 gelieferten Stromes.

Fig. 7 ist ein Blockdiagramm, welches eine vierte bevorzugte Ausführung der Antriebsschaltung zeigt. In dieser bevorzugten Ausführung hat die Antriebsschaltung 6 einen Steuersignal- Eingabeanschluß 68 zur Einstellung der Offsetspannung, welche an den EA-Modulator 4 angelegt wird. Bezugsziffer 70 bezeichnet einen Eingabeanschluß für das Eingabesignal an die Antriebsschaltung 6. Ferner ist ein Widerstand 72 zur Stromerfassung in Reihe verbunden mit dem EA-Modulator 4 zur Erfassung des Mittelwerts eines in dem EA-Modulator 4 durch Absorption von Trägerlicht erzeugten Stroms. Zu diesem Zweck ist eine Mittelwerterfassungsschaltung 74 mit einem Verbindungspunkt zwischen dem EA-Modulator 4 und dem Widerstand 72 verbunden, und eine Ausgabe der Mittelwerterfassungsschaltung 74 wird einer Steuerschaltung 76 zugeführt. Die Steuerschaltung 76 liefert an den Steuersignal-Eingabeanschluß 68 der Antriebsschaltung 6 ein Steuersignal zur Steuerung der Offsetspannung, so daß der erfaßte Mittelwert ein konstanter Wert wird.

Fig. 8 ist ein Schaubild, welches das Verhältnis zwischen dem in dem EA-Modulator 4 durch die Absorption von Trägerlicht erzeugten Strom I_EA und der angelegten Spannung V_EA zeigt. Wie unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben, verändert sich die Ausgangsleistung P_OUT des Signallichtes mit einer Veränderung der angelegten Spannung V_EA (siehe Bezugsziffer 30). Der in dem EA-Modulator 4 erzeugte Strom I_EA nimmt mit einer Abnahme in der Ausgangsleistung P_OUT des Signallichtes zu, d. h. mit einer Zunahme in der Absorptionsmenge des Trägerlichts, wie durch Bezugsziffer 78 gezeigt. Dieses Phänomen bedeutet, daß wenn ein gegebener EA-Modulator vorgesehen ist, der in dem EA-Modulator erzeugte Strom I_EA und die angelegte Spannung V_EA eine eins-zu-eins-Entsprechung machen. Dementsprechend kann durch Erfassung des Mittelwerts dieses Stromes und Steuerung der Offsetspannung so, daß der erfaßte Mittelwert ein konstanter Wert wird, die Offsetspannung mit einem stets konstanten Bedingung erhalten werden.

Fig. 9 zeigt die Konfiguration einer modulatorintegrierten Laserdiode (MI-LD), welche auf die vorliegende Erfindung anwendbar ist. Diese MI-LD ist als Halbleiterchip vorgesehen, welcher eine direkt gekoppelte Wellenleiterstruktur hat, einschl. beispielsweise einer mehrfachen Potentialtopfschicht (MQW = multiple quantum well) aus GaInAs. Die Laserdiode 12 hat erste und zweite Anschlüsse 80 und 82 zur Zuführung eines Antriebsstroms. Der EA-Modulator 4 ist aus einem Halbleiterchip konfiguriert, welcher dritte und vierte Anschlüsse 84 und 86 zur Zuführung einer angelegten Spannung hat. Die Laserdiode 12 und der EA-Modulator 4 sind miteinander monolithisch integriert, und in diesem gezeigten Fall sind auch die zweiten und vierten Anschlüsse 82 und 86 zusammen integriert.

Erste und zweite individuelle Zuleitungen 88 und 90 sind mit den ersten und dritten Anschlüssen 80 und 84 jeweils verbunden, und eine gemeinsame Zuleitung 92 ist mit den zweiten und vierten Anschlüssen 82 und 86 verbunden. Der durch Bezugsziffer 94 bezeichnete Pfeil zeigt eine Ausbreitungsrichtung des von der Laserdiode 12 ausgestrahlten und durch den EA-Modulator 4 geleiteten Vorwärtslichtes.

Fig. 10 ist ein Äquivalentschaltbild der in Fig. 9 gezeigten MI-LD. Bezugszeichen L88, L90, und L92 bezeichnen die Induktanzen der individuellen Zuleitungen 88 und 90 und der gemeinsamen Zuleitung 92. Die Bezugszeichen C88 und C90 bezeichnen die parasitären Kapazitäten der individuellen Zuleitungen 88 und 90. In dem gezeigten Äquivalentschaltbild sind die Kathoden der Laserdioden 12 und des EA-Modulators 4 durch die gemeinsame Zuleitung 92 geerdet. Die Anode der Laserdiode 12 ist durch die individuelle Zuleitung 88 mit einer Antriebsstromquelle 96 verbunden, und die Anode des EA- Modulators 4 ist durch die individuelle Zuleitung 90 mit einer Modulationssignalquelle 98 verbunden. Die Antriebsstromquelle 96 fungiert zur Zuführung eines konstanten oder APC-gesteuerten Gleichstrom-Antriebsstromes an die Laserdiode 12. Die Modulationssignalquelle 98 fungiert zur Zuführung eines Hochgeschwindigkeits-Modulationssignales an den EA-Modultor 4.

In der in Fig. 10 gezeigten MT-LD wird die Induktivität L92 durch die gemeinsame Zuführung 92 vorgesehen zwischen jeder Kathode der Laserdiode 12 und dem EA-Modulator 4 und der Erde. Als Ergebnis leckt ein Hochfrequenzmodulationssignal, welches nur dem EA-Modulator 4 zugeführt werden soll, in die Laserdiode 12, was eine winzige Modulation der Laserdiode 12 durch dieses Lecksignal verursacht. Als Ergebnis dieser winzige Modulation wird das Spektrum des von der Laserdiode 12 ausgesendeten Trägerlichtes verbreitert zur Verursachung einer Signalformverzerrung des von dem EA-Modulator 4 ausgegebenen Signallichtes, was somit eine Langstreckenübertragung schwer macht. Ein weitere wichtiges Problem aufgrund des Leckens des Hochfrequenzsignals in die Laserdiode 12 hinein ist, daß das in die Laserdiode 12 geführte Hochgeschwindigkeitssignal die individuelle Zuführung 88 der Laserdiode 12 beeinflußt. Das bedeutet, daß das Signallicht eine Resonanz in der Induktivität L88 und der Kapazität C88 der individuellen Zuleitung 88 verursacht, was zu einer Signalformverzerrung des Signallichtes führt. Um diesen Problemen zu begegnen, sind Verbesserungen der MI-LD vorgesehen, wie sie in den Fig. 11 und 12 dargestellt sind.

Fig. 11 ist ein Äquivalentschaltbild, welches eine erste bevorzugte Ausführung der verbesserten MI-LD zeigt. Diese MI- LD ist gekennzeichnet dadurch, daß ein Kondensator 100 parallel zu der Laserdiode 12 angeschlossen ist. Gemäß dieser Konfiguration kann das zu der Laserdiode 12 leckende Hochfrequenzsignal durch den Kondensator 100 vorbeigeleitet werden, was somit das Verbreitern des Spektrums des von der Laserdiode 12 abgegebenen Trägerlichts unterdrückt und dementsprechend die Signalform des von dem EA-Modulator 4 ausgegebenen Signallichtes verbessert.

Fig. 12 ist ein Äquivalentschaltbild, welches eine zweite bevorzugte Ausführung der verbesserten MI-LD zeigt. Diese MI- LD ist dadurch gekennzeichnet, daß Widerstand 102 und ein Kondensator 104, welche in Reihe geschaltet sind, vorgesehen sind zwischen der individuellen Zuleitung 88 der Laserdiode 12 und der Erde. Der Widerstand 102 und der Kondensator 104 sind angeschlossen zwischen der Erde und einem LD- Vorspannstrom-Eingabeanschluß (nicht abgebildet), welcher beispielsweise in der in Fig. 2 gezeigten Packung 28 vorgesehen ist. Die Verwendung des Widerstandes 102 und des Kondensators 104 erlaubt es, die Resonanzfrequenz einer Resonanzschaltung, welche die individuelle Zuleitung 88 der Laserdiode 12 einschließt, in einen Bereich zu verschieben, in welchem der Einfluß der Signalkomponente vermieden wird, z. B. die Verschiebung in einen Niederfrequenzbereich. Zusätzlich kann ein Q-Wert der Resonanz vermindert werden. Dementsprechend kann die Signalform des Signallichtes verbessert werden.

Somit wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein optischer Sender geschaffen, welcher eine in Fig. 11 oder 12 gezeigte MI-LD hat, zum Zweck der Verbesserung der Signalform des Signallichts.

Das bedeutet, daß in Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, ein optischer Sender geschaffen wird, welcher eine Laserdiode umfaßt, die erste und zweite Anschlüsse zur Zuführung eines Antriebsstromes hat, zur Erzeugung eines Trägerlichts, welches eine Intensität entsprechend dem Antriebsstrom hat; ein optischer Elektroabsorptionsmodulator, welcher ein Halbleiterchip umfaßt, welcher monolithisch integriert ist mit der Laserdiode und welcher dritte und vierte Anschlüsse hat, zum Absorbieren des Trägerlichtes gemäß einer angelegten Spannung, welche zugeführt wird zwischen den dritten und vierten Anschlüssen, um somit ein intensitätsmoduliertes Signallicht abzugeben; erste und zweite individuelle Zuleitungen, welche jeweils mit den ersten und dritten Anschlüssen verbunden sind; eine gemeinsame Zuleitung, welche mit den zweiten und vierten Anschlüssen verbunden ist; und einen Kondensator, welcher zwischen den ersten und beiden Anschlüssen angeschlossen ist.

Ferner wird in Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ein optischer Sender geschaffen, welcher eine Laserdiode umfaßt, die erste und zweite Anschlüsse zur Zuführung eines Antriebsstromes hat, zur Erzeugung eines Trägerlichtes, welches eine Intensität hat entsprechend dem Antriebsstrom; einen optischen Elektroabsorptionsmodulator, umfassend einen Halbleiterchip, welcher monolithisch integriert ist mit der Laserdiode und welcher dritte und vierte Anschlüsse hat, zum Absorbieren des Trägerlichtes entsprechend einer angelegten Spannung, welche zugeführt wird zwischen den dritten und vierten Anschlüssen, um somit ein intensitätsmoduliertes Signallicht abzugeben; erste und zweite individuelle Zuführungen, welche verbunden sind jeweils mit den ersten und dritten Anschlüssen; eine gemeinsame Zuführung zur Verbindung der zweiten und vierten Anschlüsse mit der Erde; und einen Widerstand und einen Kondensator, welche in Reihe angeschlossen sind und zwischen der ersten individuellen Zuleitung und der Erde vorgesehen sind.

Fig. 13 ist ein Blockdiagramm eines optischen Senders, gekennzeichnet durch eine APC für die Laserdiode 12 als Trägerlichtquelle. In der in Fig. 2 gezeigten bevorzugten Ausführung wird die Fotodiode 18 zum Empfangen des Rückwärtslichts von der Laserdiode 12 verwendet zur Durchführung der APC für die Laserdiode 12 mit dem Rückwärtslicht. Im Gegensatz hierzu wird gemäß der in Fig. 13 gezeigten bevorzugten Ausführung die Fotodiode für den Empfang des Rückwärtslichtes weggelassen. Das bedeutet, daß der Mittelwert eines in dem EA-Modulator 4 erzeugten Stromes erfaßt wird, und ein Antriebsstrom in der Laserdiode 12 wird so gesteuert, daß der oben erfaßte Mittelwert einen konstanten Wert annimmt. Die Konfiguration dieser bevorzugten Ausführung wird nun genauer beschrieben.

Aus dem in Fig. 8 gezeigten Schaubild kann geschlossen werden, daß die Intensität von von der Laserdiode 12 in dem in Fig. 13 gezeigten optischen Sender ausgesendetes Trägerlicht reflektiert wird im Mittel eines in dem EA- Modulator 4 durch die Absorption des Trägerlichtes erzeugten Stroms. Dementsprechend verwendet der optische Sender in dieser Ausführung den Widerstand 72 zur Stromerfassung und die in Fig. 7 gezeigte Mittelwerterfassungsschaltung 74. Ein Ausgangssignal von der Mittelwerterfassungsschaltung 74 wird einer APO-Schaltung 20′ zugeführt. Die APO-Schaltung 20′ steuert einen Antriebsstrom in der Laserdiode 12, so daß der in der Mittelwerterfassungsschaltung 74 erfaßte Strommittelwert einen konstanten Wert annimmt. Die in der in Fig. 13 gezeigten bevorzugten Ausführung charakterisierte APO kann nicht nur herangezogen werden, wenn eine Offsetspannung angelegt wird an den EA-Modulator 4, sondern auch wenn keine Offsetspannung angelegt wird an den EA-Modulator 4.

Wie vorher im Zusammenhang mit der in Fig. 3 gezeigten Betriebscharakteristik beschrieben, ist eine Veränderung in der Leistung P_OUT des von dem EA-Modulator abgegebenen Signallichts proportional zum Quadrat einer Veränderung in der an den EA-Modulator angelegten Spannung V_EA. In dem Fall, in welchem das Eingangssignal ein Digitalsignal ist, ist die Last (duty) der Eingangssignale (der ersten und zweiten Eingangssignale), welche beispielsweise den Anschlüssen 50 und 52 in der in Fig. 4 gezeigten bevorzugten Ausführung zugeführt werden, gleich der Last des Modulationssignals, welches von dem Drain des FET 48 der Anode des EA-Modulators 4 zugeführt wird. Jedoch wird die Last des Modulationssignales verschieden von der Last des Signallichtes, welches von dem EA-Modulator 4 abgegeben wird.

Fig. 14 ist ein Schaubild zur spezifischen Veranschaulichung solch einer Veränderung in der Last. Die Bezugsziffer 30 bezeichnet eine charakteristische Kurve, welche das Verhältnis zwischen der Ausgangsleistung P_OUT des Signallichtes und der angelegten Spannung V_EA zeigt, ähnlich dem in Fig. 3 gezeigten. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird angenommen, daß die in Fig. 4 gezeigte variable Spannungsquelle 44 vernachlässigt wird und dementsprechend keine Offsetspannung an den EA-Modulator 4 angelegt wird. Wenn die Last des Modulationssignales 100% ist, wie durch Bezugsziffer 106 gezeigt, wird die Last in der Ausgangssignalform des Signallichtes weniger als 100%, wie durch Bezugsziffer 108 gezeigt, aufgrund der Tatsache, daß die charakteristische Kurve 30 eine Parabel ist.

In der obigen Beschreibung bedeutet die 100%ige Last, daß der Kreuzungspunkt zwischen einer aufsteigenden Linie und einer fallenden Linie in einem digitalen Signal zusammenfallen mit dem Mittelpunkt zwischen einem hohen Pegel und einem niedrigen Pegel. Ferner bedeutet eine Last von weniger als 100%, daß der Kreuzungspunkt zu dem niedrigen Pegel verschoben ist, wohingegen eine Last von mehr als 100% bedeutet, daß der Kreuzungspunkt zu dem hohen Pegel verschoben ist. In dem Fall, in welchem das System ausgelegt ist zur Erhaltung einer Last von 100%, führt die Veränderung in der Last in der Ausgangssignalform des Signallichtes zu einer Verschlechterung in der Empfangsempfindlichkeit. Um die Last in der Ausgangssignalform des Signallichtes gleich 100% zu machen, wie durch Bezugsziffer 110 gezeigt, ist es wünschenswert, die Last des Modulationssignales vorbereitend auf mehr als 100% zu setzen, wie durch Bezugsziffer 112 gezeigt.

Nun werden einige bevorzugte Ausführungen der Antriebsschaltung beschrieben, welche vorbereitend die Last des Modulationssignales auf einen beliebigen Wert setzen können, um so die Last in der Ausgangssignalform des Signallichtes gleich einem gewünschten Wert (z. B. 100%) zu machen.

Fig. 15 ist ein Blockdiagramm, welches eine fünfte bevorzugte Ausführung der Antriebsschaltung zeigt, auf welche die vorliegende Erfindung angewendet wird. Eines der Merkmale in der bevorzugten Ausführung ist, daß die Modulationssignal- Erzeugungsschaltung 10 einen Anschluß 114 zur Ausgabe eines Inversionssignales des Modulationssignales hat, welches zugeführt wird von dem Drain des FET 48 an die Anode des EA- Modulators 4. Dieses Inversionssignal wird herausgenommen als eine Veränderung im Potential des Drains des FETs 46. Die Antriebsschaltung in dieser bevorzugten Ausführung beinhaltet auch eine Mittelwerterfassungsschaltung 116, eine Steuerschaltung 118, und eine Lastvariable Schaltung 120 zusätzlich zu der Vorspannschaltung 8 und der Modulationssignal-Erzeugungsschaltung 10.

Die lastvariable Schaltung 120 hat einen Anschluß 102A zur Eingabe eines Referenzsignales, einen Anschluß 120B zur Eingabe eines digitalen Eingangssignales, und Anschlüsse 120C und 120D zur Ausgabe von in der Last geeignet veränderten Signalen. In dieser bevorzugten Ausführung sind die von den Anschlüssen 120C und 120D ausgegebenen Signal Inversionssignale, so daß sie mit dem differentiellen Paar (FETs 46 und 48) in der Modulationssignal-Erzeugungsschaltung 10 übereinstimmen. Die lastvariable Schaltung 120 erzeugt ein lastkonvertiertes Eingangssignal, welches erhalten wird durch Veränderung der Last des Eingangssignales gemäß des Pegels des dem Anschluß 120A zugeführten Referenzsignals. Die Mittelwerterfassungsschaltung 116 erfaßt den Mittelwert des von dem Anschluß 114 ausgegebenen Inversionssignales, und liefert den erfaßten Mittelwert an die Steuerschaltung 118. Die Steuerschaltung 118 steuert das dem Anschluß 120A in der lastvariablen Schaltung 120 zuzuführende Referenzsignal so, daß der in der Mittelwerterfassungsschaltung 116 erfaßte Mittelwert einen konstanten Wert annimmt.

Mit dieser Konfiguration machen die Last des von dem Drain des FET 48 an die Anode des EA-Modulators 4 gelieferte Modulationssignal und die Last des Inversionssignales dieses Modulationssignales eine eins-zu-eins-Entsprechung, so daß die Last des Modulationssignales auf einem gewünschten konstanten Wert gehalten werden kann. Ferner kann die Last des Modulationssignales auf einen beliebigen Wert eingestellt werden durch geeignetes Setzen des Pegels des der Lastvariablen Schaltung 120 zuzuführenden Referenzsignales, so daß die Last des von dem EA-Modulator 4 aus gegebenen Signallichtes beispielsweise bei 100% stabilisiert werden kann. In anderen Worten wird das Ziel des von der Mittelwerterfassungsschaltung 116 erfaßten Mittelwertes so eingestellt, daß die Last des von dem EA-Modulator 4 aus gegebenen Signallichtes übereinstimmt mit der Last des der lastvariablen Schaltung 120 zugeführten digitalen Eingangssignals.

Die Idee bei dieser bevorzugten Ausführung, die Signalformverschlechterung aufgrund einer Differenz zwischen der Last des Eingangssignales und der Last des Signallichtes zu verhindern, kann auch angewendet werden auf den Fall, in welchem keine Offsetspannung an den EA-Modulator angelegt wird.

Somit wird in Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Antriebsschaltung geschaffen für einen optischen Elektroabsorptionsmodulator zum Empfang von Trägerlicht von einer Lichtquelle und zur Absorbierung des Trägerlichts entsprechend einer angelegten Spannung, um somit intensitätsmoduliertes Signallicht abzugeben, umfassend eine Vorrichtung, welche erste und zweite Eingabeanschlüsse hat, welchen ein digitales Eingabesignal und eine Referenzsignal jeweils zugeführt wird, zur Erzeugung eines Lastkonvertierten Eingabesignales, welches erhalten wird durch Verändern einer Last des digitalen Eingabesignales entsprechend dem Referenzsignal; einer Modulationssignal-Erzeugungsvorrichtung zur Erzeugung eines Modulationssignales entsprechend einem Lastkonvertierten Eingabesignal, wobei das Modulationssignal als eine Veränderung in der an den optischen Modulator angelegten Spannung angewendet wird, und wobei ein Inversionssignal des Modulationssignales ausgegeben wird; eine Mittelwerterfassungsschaltung zum Empfang des Inversionssignales, zum Erfassen eines Mittelwerts des Inversionssignales, und zur Ausgabe des erfaßten Mittelwertes; und eine Vorrichtung, welche operativ verbunden ist mit der Mittelwerterfassungsvorrichtung und dem zweiten Eingabeanschluß, zur Steuerung des Referenzsignales, so daß der erfaßte Mittelwert einen konstanten Wert annimmt.

Fig. 16 ist ein Blockdiagramm, welches eine sechste bevorzugte Ausführung der Antriebsschaltung zeigt, auf welche die vorliegende Erfindung angewendet wird. Die Mittelwerterfassungsschaltung 74 erfaßt den Mittelwert eines in dem EA-Modulator durch Absorption von Trägerlicht erzeugten Stroms. Eine lastvariable Schaltung 120′ ist vorgesehen zur Erzeugung eines lastkonvertierten Eingangssignales, welches erhalten wird durch Veränderung der Last eines in den Anschluß 120B eingegebenen digitalen Eingangssignales gemäß eines in den Anschluß 120A eingegebenen Referenzsignales, und zur Zuführung des lastkonvertierten Eingangssignales von einem Anschluß 120E an die Modulationssignal-Erzeugungsschaltung 10. Eine Steuerschaltung 122 ist vorgesehen zur Steuerung des Referenzsignales, welches dem Anschluß 120A der lastvariablen Schaltung 120′ zuzuführen ist, so daß der erfaßte Mittelwert in der Mittelwerterfassungsschaltung 74 einen konstanten Wert annimmt. Vorzugsweise wird dieser Zielwert so eingestellt, daß die Last des von dem EA-Modulator 4 aus gegebenen Signallichtes übereinstimmt mit der Last des dem Anschluß 120B der lastvariablen Schaltung 120′ zugeführten digitalen Eingangssignals.

Fig. 17 ist ein Schaubild zur Veranschaulichung des Betriebsprinzips der in Fig. 16 gezeigten Antriebsschaltung. Die durch Bezugsziffer 30 bezeichnete Kurve zeigt das Verhältnis zwischen der Ausgangsleistung P_OUT des Signallichtes in dem EA-Modulator 4 und der angelegten Spannung V_EA, und die durch Bezugsziffer 78 bezeichnete Kurve zeigt das Verhältnis zwischen dem in dem EA-Modulator 4 fließenden Strom I_EA und der angelegten Spannung V_EA (siehe Fig. 8) . In dem Fall, in welchem die Last des Signales 100% ist, wie durch Bezugsziffer 124 gezeigt, ist die angelegte Spannung V_EA gleich V1 gemäß der mittleren Leistung des Signallichtes und der charakteristischen Kurve 30, und der in dem EA-Modulator 4 fließende Strom I_EA ist zu diesem Zeitpunkt Ii gemäß der charakteristischen Kurve 78. Wenn die Last des Signallichtes reduziert wird, wie durch Bezugsziffer 126 gezeigt, verändern sich die angelegte Spannung V_EA und der Strom I_EA dementsprechend zu V₂ und I₂. Dementsprechend, um einen konstanten Wert, z. B. 100%, für die Last des Signallichtes zu erhalten, wird die Steuerung so durchgeführt, daß der erfaßte Strommittelwert in der Mittelwerterfassungsschaltung 74 (siehe Fig. 16) zu I₁ wird.

Während eine Offsetspannung von der Vorspannschaltung 8 an den EA-Modulator in der in Fig. 16 gezeigten bevorzugten Ausführung angelegt wird, kann die Steuerung gemäß des Prinzips der Fig. 17 auch in dem Fall angewendet werden, in welchem keine Offsetspannung an den EA-Modulator angelegt wird.

Somit wird in Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Antriebsschaltung geschaffen für einen optischen Elektroabsorptionsmodulator zum Empfangen von Trägerlicht von einer Lichtquelle und dem Absorbieren des Trägerlichtes gemäß einer angelegten Spannung, um somit ein intensitätsmoduliertes Signallicht zu erzeugen, umfassend eine Vorrichtung, welche erste und zweite Eingabeanschlüsse hat, welchen jeweils ein digitales Eingangssignal und ein Referenzsignal zugeführt werden, zur Erzeugung eines lastkonvertierten Eingabesignales, welches erhalten wird durch Verändern einer Last des digitalen Eingabesignales gemäß des Referenzsignales; einer Modulationssignal- Erzeugungsvorrichtung zur Erzeugung eines Modulationssignales gemäß dem lastkonvertierten Eingabesignal und der Anwendung des Modulationssignales als eine Veränderung in der an den optischen Modulator angelegten Spannung; eine Mittelwerterfassungsvorrichtung zur Erfassung eines Mittelwertes eines in dem optischen Modulator durch Absorption des Trägerlichtes erzeugten Stroms; und eine Vorrichtung, welche operativ verbunden ist mit der Mittelwerterfassungsvorrichtung und dem zweiten Eingabeanschluß, zur Steuerung des Referenzsignales so, daß der Mittelwert einen konstanten Wert annimmt.

Fig. 18 ist ein Schaubild, welches die Modulationssignal- Erzeugungsschaltung zeigt, die die Operationscharakteristik eines FET (Feldeffekttransistor) verwendet. In dieser bevorzugten Ausführung kann die Last des Signallichtes in Übereinstimmung gebracht werden mit der Last des Eingabesignales ohne die Verwendung einer lastvariablen Schaltung. Die Modulationssignal-Erzeugungsschaltung in dieser bevorzugten Ausführung beinhaltet eine Source- Erdungsschaltung, welche einen FET 128 hat. Das Gate des FET 128 ist verbunden mit einem Anschluß 130 zur Eingabe eines digitalen Eingabesignales, und das Drain des FET 128 ist verbunden mit einem Verbindungspunkt zwischen dem EA- Modulator 4 und dem Abschlußwiderstand 26. Der Source des FET 128 ist mit einer Spannungsversorgungsleitung Vss verbunden.

Fig. 19 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung des Betriebsprinzips der in Fig. 18 gezeigten Modulationssignal- Erzeugungsschaltung. Bezugsziffer 134 bezeichnet eine charakteristische Kurve, welche das Verhältnis zwischen einem Drainstrom ID und einer Gate/Source-Spannung V_GS des FET 128 zeigt. In einem FET ist es bekannt, daß eine Veränderung des Drainstromes im wesentlichen proportional zum Quadrat der Veränderung der Gate/Source-Spannung ist.

Unter der Annahme, daß die Last des digitalen Eingabesignals, welches von dem Anschluß 130 dem Gate des FET 128 zugeführt wird, 100% ist, wie durch Bezugsziffer 136 gezeigt, wird die Last in der Ausgangsstrom-Signalform des FET 128 weniger als 100%, wie durch Bezugsziffer 138 gezeigt. Man bezeichnet den von der Anode des EA-Modulator 4 in den Drain des FET 128 fließenden Strom als I. In diesem Fall verändert sich die Stromgröße in der Ausgangsstrom-Signalform zwischen 0 und I, und dementsprechend verändert sich die an dem EA-Modulator 4 angelegte Spannung zwischen 0 und -IR, wobei R den Widerstand des Abschlußwiderstandes 26 darstellt. Dementsprechend wird die Ausgabespannung-Signalform des FET 128 durch die Bezugsziffer 140 gezeigt, welche anzeigt, daß die Last größer als 100% ist. Eine Veränderung in der Ausgangsspannung des FET 128 bedeutet ein dem EA-Modulator 4 zugeführtes Modulationssignal. Dementsprechend wird die Ausgangssignalform des erhaltenen Signallichtes durch die Bezugsziffer 142 gezeigt, in Übereinstimmung mit der charakteristischen Kurve 30 des EA-Modulators 4. Es ist aus der Ausgangssignalform 142 offensichtlich, daß die Last auf beinahe 100% zurückgeführt wird.

Während nur die Modulationssignal-Erzeugungsschaltung in Fig. 18 gezeigt wird, kann eine Vorspannschaltung zum Anlegen einer Offsetspannung an den EA-Modulator 4 hinzugefügt werden, ähnlich wie in den vorhergehenden bevorzugten Ausführungen.

Somit, in Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird eine Antriebsschaltung für einen optischen Elektroabsorptionsmodulator geschaffen, zum Empfang von Trägerlicht von einer Lichtquelle und zum Absorbieren des Trägerlichtes gemäß einer angelegten Spannung, um somit ein intensitätsmoduliertes Signallicht aus zugeben, umfassend einen Abschlußwiderstand, welcher mit dem optischen Modulator verbunden ist, zur Erzeugung der angelegten Spannung durch einen Spannungsabfall in dem Abschlußwiderstand; und eine Source-Erdungsschaltung mit einem Feldeffekttransistor, welcher ein Gate hat, dem ein digitales Eingabesignal zugeführt wird, und ein Drain, welches operativ verbunden ist mit dem optischen Modulator und dem Abschlußwiderstand; wobei eine Charakteristik, welche eine Beziehung zwischen einem Drainstrom und einer Gate/Source-Spannung in dem Feldeffekttransistor zeigt, im wesentlichen entgegengesetzt ist zu einer Charakteristik, welche ein Verhältnis zwischen einer optischen Ausgabe und einer angelegten Spannung in dem optischen Modulator zeigt.

Fig. 20 ist eine Blockdiagramm eines optischen Senders, an welchen eine Direktmodulation angelegt ist.

Eine Antriebsschaltung 148 liefert einer Laserdiode 146, welche als Lichtquelle dient, einen Antriebsstrom, welcher erhalten wird durch Überlagerung eines Modulationssignales auf eine Vorspann-Spannung. Das Modulationssignal wird erzeugt gemäß eines Eingabesignals, welches zugeführt wird von einem Anschluß 149 an die Antriebsschaltung 148. Ein intensitätsmoduliertes Signallicht, welches von der Laserdiode 146 abgegeben wird, durchläuft ein optisches Elektroabsorptionselement (z. B. EA-Modulator) 150 und wird dann in eine nicht abgebildete optische Übertragungsleitung eingespeist.

Eine Spitzenwerterfassungsschaltung 152 und eine Mittelwerterfassungsschaltung 154 sind vorgesehen zur Erfassung jeweils der Spitze und des Mittelwertes eines in dem optischen Elektroabsorptionselement 150 durch Absorption des Signallichtes erzeugten Stromes. Eine Berechnungsschaltung 156 führt eine Berechnung entsprechend der oben erfaßten Spitzen und Mittelwerte durch, und koppelt das Ergebnis der Berechnung an den Antriebsstrom in der Laserdiode 146 zurück, so daß die Signalform des Signallichtes stabil wird. Die Anode des optischen Elektroabsorptionselements 150 ist mit einem Anschluß eines Widerstandes 158 verbunden. Der andere Anschluß des Widerstandes 158 ist über einen Induktor 160 mit dem negativen Anschluß einer Konstantspannungsquelle 162 verbunden. Der positive Anschluß der Konstantspannungsquelle 162 ist geerdet. Ein Kondensator 164 ist zwischen der Erde und einem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 158 und dem Induktor 160 vorgesehen. Eine Veränderung im Potential der Anode des optischen Elektroabsorptionselements 150 wird der Spitzenerfassungsschaltung 152 und der Mittelwerterfassungsschaltung 154 zugeführt.

Vorzugsweise beinhaltet die in der Berechnungsschaltung 156 durchgeführte Berechnung das Ermitteln einer Differenz zwischen dem doppelten Wert des von der Mittelwerterfassungsschaltung 154 erfaßten Mittelwertes und des von der Spitzenerfassungsschaltung 152 erfaßten Spitzenwerts. Mit dieser Konfiguration kann die Vertikalsymmetrie und das Extinktionsverhältnis der optischen Ausgangssignalform konstant gehalten werden, und die Amplitude der optischen Ausgangssignalform kann auf einen konstanten Wert gesteuert werden. Die Einzelheiten des Betriebsprinzips in dem in Fig. 20 gezeigten optischen Sender wird man leicht verstehen gemäß des Betriebsprinzips einer aus den offengelegten japanischen Patent Nr. 6-164049 wohlbekannten Stabilisierungsschaltung für die optische Ausgangssignalform; daher wird seine Beschreibung hier weggelassen.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungen beschränkt. Der Umfang der Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert und alle Veränderungen und Modifikationen, welche in die Äquivalenz des Umfanges der Ansprüche fallen, werden somit von der Erfindung umfaßt.

Claims

1. Optischer Sender, umfassend:
eine Lichtquelle, der ein Antriebsstrom zugeführt wird zur Erzeugung von Trägerlicht, welches eine dem Antriebsstrom entsprechende Intensität hat;
einen optischen Elektroabsorptionsmodulator zum Empfang des Trägerlichts und zum Absorbieren des Trägerlichtes gemäß einer angelegten Spannung, um somit intensitätsmoduliertes Signallicht aus zugeben;
eine Vorspannvorrichtung zum Anlegen einer Offsetspannung an den optischen Modulator, so daß die angelegte Spannung in einen Bereich eintritt, in welchem die Erzeugung des Trägerlichtes in der Lichtquelle stabil ist; und
eine Modulationssignal-Erzeugungsvorrichtung zum Empfangen eines Eingangssignals zur Überlagerung eines Modulationssignals, welches dem Eingangssignal entspricht, auf die Offsetspannung.

2. Optischer Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle eine Laserdiode umfaßt.

3. Optischer Sender nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß:
die Laserdiode eine Vorderfläche und eine Rückfläche hat; und
das Trägerlicht Vorwärtslicht umfaßt, welches von der Vorderfläche ausgesendet wird, und Rückwärtslicht, welches von der Rückfläche ausgesendet wird;
wobei der optische Sender ferner umfaßt:
einen Fotodetektor zum Empfang des Rückwärtslichtes zur Ausgabe eines elektrischen Signales, welches einen Pegel entsprechend der Intensität des Rückwärtslichtes hat; und
eine Vorrichtung zur Steuerung des Antriebsstromes, so daß der Pegel des elektrischen Signales konstant wird.

4. Optischer Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:
die Vorspannvorrichtung eine variable Stromquelle enthält, welche operativ verbunden ist mit dem optischen Modulator;
das Eingangssignal ein erstes Signal umfaßt und ein zweites Signal als ein Inversionssignal des ersten Signals; und
die Modulationssignal-Erzeugungsvorrichtung ein differentielles Paar von Schaltelementen beinhaltet, welches erste und zweite Anschlüsse hat, denen jeweils das erste und zweite Signal zugeführt wird, und welche einen Ausgangsanschluß haben, der operativ verbunden ist mit dem optischen Modulator, und eine Konstantstromquelle, welche operativ verbunden ist mit dem differentiellen Paar.

5. Optischer Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannvorrichtung enthält:
eine Vorrichtung zur Erfassung eines Mittelwerts eines in dem optischen Modulator durch Absorption des Trägerlichtes erzeugten Stroms; und
eine Vorrichtung zur Steuerung der Offsetspannung, so daß der erfaßte Mittelwert konstant wird.

6. Optischer Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:
die Lichtquelle eine Laserdiode umfaßt, welche erste und zweite Anschlüsse zur Zuführung des Antriebsstromes hat;
der optische Modulator einen Halbleiterchip umfaßt, welcher dritte und vierte Anschlüsse zur Zuführung der angelegten Spannung hat; und
die Laserdiode und der Halbleiterchip monolithisch integriert sind;
wobei der optische Sender ferner umfaßt:
erste und zweite individuelle Zuleitungen, welche jeweils verbunden sind mit den ersten und dritten Anschlüssen;
eine gemeinsame Zuleitung, welche verbunden ist mit den zweiten und vierten Anschlüssen; und
einen Kondensator, welcher zwischen den ersten und zweiten Anschlüssen angeschlossen ist.

7. Optischer Sender, umfassend:
eine Laserdiode, welche erste und zweite Anschlüsse zur Zuführung eines Antriebsstromes hat, zur Erzeugung von Trägerlicht, welches eine Intensität entsprechend dem Antriebsstrom hat;
einen optischen Elektroabsorptionsmodulator, welcher einen Halbleiterchip umfaßt, der monolithisch integriert ist mit der Laserdiode und welcher dritte und vierte Anschlüsse hat, zum Absorbieren des Trägerlichtes gemäß einer angelegten Spannung, welche zwischen den dritten und vierten Anschlüssen zugeführt wird, um somit intensitätsmoduliertes Signallicht zu erzeugen;
erste und zweite individuelle Zuleitungen, welche jeweils mit dem ersten und dritten Anschlüssen verbunden sind;
eine gemeinsame Zuleitung, welche mit den zweiten und vierten Anschlüssen verbunden ist; und
einen Kondensator, welcher zwischen den ersten und zweiten Anschlüssen angeschlossen ist.

8. Optischer Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:
die Lichtquelle eine Laserdiode umfaßt, welche erste und zweite Anschlüsse zur Zuführung des Antriebsstromes hat;
der optische Modulator einen Halbleiterchip umfaßt, welcher dritte und vierte Anschlüsse hat zur Zuführung der angelegten Spannung; und
die Laserdiode und der Halbleiterchip monolithisch integriert sind;
wobei der optische Sender ferner umfaßt:
erste und zweite individuelle Zuleitungen, welche mit den ersten und dritten Anschlüssen verbunden sind;
eine gemeinsame Zuleitung zum Verbinden der zweiten und vierten Anschlüsse mit der Erde; und
einen Widerstand und einen Kondensator, welche in Reihe verbunden sind und zwischen der ersten individuellen Zuleitung und der Erde vorgesehen sind.

9. Optischer Sender, umfassend:
eine Laserdiode, welche erste und zweite Anschlüsse zur Zuführung eines Antriebsstromes hat, zur Erzeugung von Trägerlicht, welches eine Intensität entsprechend dem Antriebsstrom hat;
einen optischen Elektroabsorptionsmodulator, umfassend einen mit der Laserdiode monolithisch integrierten Halbleiterchip, und welcher dritte und vierte Anschlüsse hat, zum Absorbieren des Trägerlichtes gemäß einer angelegten Spannung, welche zugeführt wird zwischen den dritten und vierten Anschlüssen, um somit intensitätsmoduliertes Signallicht abzugeben;
erste und zweite individuelle Zuleitungen, welche mit den ersten und dritten Anschlüssen jeweils verbunden sind;
eine gemeinsame Zuleitung zur Verbindung der zweiten und vierten Anschlüsse mit der Erde; und
einen Widerstand und einen Kondensator, welche in Reihe verbunden sind, und welche zwischen der ersten individuellen Zuleitung und der Erde vorgesehen sind.

10. Optischer Sender nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
eine Vorrichtung zur Erfassung eines Mittelwertes eines in dem optischen Modulator durch Absorption des Trägerlichtes erzeugten Stroms; und
eine Vorrichtung zur Steuerung des Antriebsstromes so daß der erfaßte Mittelwert konstant wird.

11. Optischer Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:
das Eingangssignal ein digitales Eingangssignal ist; und
die Modulationssignal-Erzeugungsvorrichtung einen Inversionssignal-Ausgangsanschluß hat zur Ausgabe eines Inversionssignales des Modulationssignals;
wobei der optische Sender ferner umfaßt:
eine Vorrichtung, welche einen Referenzsignal- Eingabeanschluß hat, zur Erzeugung eines lastgewandelten Eingangssignales, erhalten durch Veränderung einer Last des digitalen Eingangssignals gemäß eines Referenzsignales, welches dem Referenzsignal- Eingangsanschluß zugeführt wird, und zur Zuführung des lastgewandelten Eingangssignales an die Modulationssignal-Erzeugungsvorrichtung;
eine Mittelwerterfassungsvorrichtung, welche operativ verbunden ist mit dem Inversionssignal-Ausgangsanschluß, zur Erfassung eines Mittelwertes des Inversionssignales und zur Ausgabe des erfaßten Mittelwertes; und
eine Vorrichtung, welche operativ verbunden ist mit der Mittelwerterfassungsvorrichtung und dem Referenzsignal- Eingangsanschluß, zur Steuerung des Referenzsignales, so daß der erfaßte Mittelwert einen konstanten Wert annimmt.

12. Optischer Sender nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der konstante Wert so eingestellt wird, daß eine Last des Signallichtes übereinstimmt mit der Last des digitalen Eingabesignales.

13. Antriebsschaltung für einen optischen Elektroabsorptionsmodulator zum Empfang von Trägerlicht von einer Lichtquelle und zum Absorbieren des Trägerlichtes gemäß einer angelegten Spannung, um somit intensitätsmoduliertes Signallicht abzugeben, umfassend:
eine Vorrichtung, welche erste und zweite Eingabeanschlüsse hat, denen jeweils ein digitales Eingabesignal und ein Referenzsignal zugeführt wird, zur Erzeugung eines lastgewandelten Eingabesignales, erhalten durch Veränderung einer Last des digitalen Eingabesignales gemäß dem Referenzsignal;
eine Modulationssignal-Erzeugungsvorrichtung zur Erzeugung eines Modulationssignales gemäß des lastgewandelten Eingabesignales, zum Anlegen des Modulationssignales als einer Veränderung in der angelegten Spannung an den optischen Modulator, und zur Ausgabe eines Inversionssignales des Modulationssignales;
eine Mittelwerterfassungsvorrichtung zum Empfangen des Inversionssignales, zur Erfassung eines Mittelwertes des Inversionssignales und zur Ausgabe des erfaßten Mittelwertes; und
eine Vorrichtung, welche operativ verbunden ist mit der Mittelwerterfassungsvorrichtung und dem zweiten Eingangsanschluß, zur Steuerung des Referenzsignales, so daß der erfaßte Mittelwert einen konstanten Wert annimmt.

14. Antriebsschaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der konstante Wert so eingestellt wird, daß eine Last des Signallichtes übereinstimmt mit der Last des digitalen Eingabesignals.

15. Optischer Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß:
das Eingabesignal ein digitales Eingabesignal ist; wobei der optische Sender ferner umfaßt:
eine Mittelwerterfassungsvorrichtung zur Erfassung eines Mittelwertes eines in dem optischen Modulator durch Absorption von Trägerlicht erzeugten Stromes;
eine Vorrichtung, welche einen Referenzsignal- Eingabeanschluß hat, zur Erzeugung eines lastgewandelten Eingabesignales, erhalten durch Veränderung einer Last des digitalen Eingabesignales gemäß eines Referenzsignales, welches dem Referenzsignal- Eingabeanschluß zugeführt wird, und zur Ausgabe des lastgewandelten Eingabesignales an die Modulationssignal-Erzeugungsvorrichtung; und
eine Vorrichtung, welche operativ verbunden ist mit der Mittelwerterfassungsvorrichtung und dem Referenzsignal- Eingabeanschluß, zur Steuerung des Referenzsignales, so daß der Mittelwert einen konstanten Wert annimmt.

16. Optischer Sender nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der konstante Wert so eingestellt wird, daß eine Last des Signallichtes übereinstimmt mit der Last des digitalen Eingabesignales.

17. Antriebsschaltung für eine optischen Elektroabsorptionsmodulator zum Empfang von Trägerlicht von einer Lichtquelle und zum Absorbieren des Trägerlichtes gemäß einer angelegten Spannung, um somit intensitätsmoduliertes Signallicht abzugeben, umfassend:
eine Vorrichtung, welche erste und zweite Eingabeanschlüsse hat, denen jeweils ein digitales Eingabesignal und ein Referenzsignal zugeführt werden, zur Erzeugung eines lastgewandelten Eingabesignales, erhalten durch Veränderung einer Last des digitalen Eingabesignales gemäß dem Referenzsignal;
eine Modulationssignal-Erzeugungsvorrichtung zur Erzeugung eines Modulationssignals entsprechend dem Lastsgewandelten Eingabesignal und zum Anlegen des Modulationssignales als einer Veränderung in der angelegten Spannung an den optischen Modulator;
eine Mittelwerterfassungsvorrichtung zur Erfassung eines Mittelwerts des in dem optischen Modulator durch die Absorption von Trägerlicht erzeugten Stromes; und
eine Vorrichtung, welche operativ verbunden ist mit der Mittelwerterfassungsvorrichtung und dem zweiten Eingabeanschluß, zur Steuerung des Referenzsignales, so daß der Mittelwert einen konstanten Wert annimmt.

18. Antriebsschaltung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der konstante Wert so eingestellt wird, daß eine Last des Signallichtes übereinstimmt mit der Last des digitalen Eingabesignales.

19. Optischer Sender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationssignal- Erzeugungsvorrichtung eine Source-Erdungsschaltung enthält, welche eine Feldeffekttransistor hat, der ein Gate hat, dem das Eingabesignal zugeführt wird, und ein Drain, welches operativ verbunden ist mit dem optischen Modulator.

20. Antriebsschaltung für einen optischen Elektroabsorptionsmodulator zum Empfang von Trägerlicht von einer Lichtquelle und zum Absorbieren des Trägerlichtes gemäß einer angelegten Spannung, um somit intensitätsmoduliertes Signallicht abzugeben, umfassend:
einen Abschlußwiderstand, welcher mit dem optischen Modulator verbunden ist, zur Erzeugung der angelegten Spannung durch einen Spannungsabfall in dem Abschlußwiderstand; und
eine Source-Erdungsschaltung, welche einen Feldeffekttransistor hat, der ein Gate hat, dem ein digitales Eingabesignal zugeführt wird, und ein Drain, welches operativ verbunden ist mit dem optischen Modulator und dem Abschlußwiderstand;
wobei eine Charakteristik, welche ein Verhältnis zwischen einem Drainstrom und einer Gate/Source-Spannung in dem Feldeffekttransistor zeigt, im wesentlichen entgegengesetzt ist zu einer Charakteristik, welche ein Verhältnis zwischen einer optischen Ausgabe und einer angelegten Spannung in dem optischen Modulator zeigt.

21. Optischer Sender, umfassend:
eine Lichtquelle;
eine Vorrichtung zur Zuführung eines Antriebsstromes an die Lichtquelle, so daß intensitätsmoduliertes Signallicht von der Lichtquelle abgegeben wird;
ein optisches Elektroabsorptionselement, durch welches das Signallicht läuft;
eine Spitzenwerterfassungsvorrichtung und eine Mittelwerterfassungsvorrichtung zur Erfassung eines Spitzenwertes und eines Mittelwertes eines in dem optischen Elektroabsorptionselement durch Absorption des Signallichtes erzeugten Stromes; und
eine Vorrichtung zur Durchführung einer Berechnung gemäß des erfaßten Spitzenwertes und des erfaßten Mittelwertes, und zur Rückkopplung eines Ergebnisses der Berechnung an den Antriebsstrom, so daß eine Signalform des Signallichtes stabil wird.

22. Optischer Sender nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnung die Ermittlung einer Differenz zwischen einem doppelten Wert des Mittelwertes und dem Spitzenwert enthält.