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上に固定し、小型同軸コネクタを備えた高周波電気配線基板と共にパッケージに収納した。作製 した4波長多重送信モジュールの写真を、図4-14(b)に示す。
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節で述べたPLCハイブリッド集積に用いたものと同じ直接変調型DFBレーザ(図4-7)を用いて、
単チャンネルのコリメート光学系(図4-20(a))で構成する、バタフライ型モジュール(図4-20(b))を別 途用意した。このバタフライ型モジュールにおける DFB レーザの実装は、フェースダウンフリップ チップ実装ではなく、2 章,3 章と同じく一般的な固定方法である InP 基板側を半田固定するフェ ースアップ実装である。参考に、図4-21に、バタフライ型モジュールのDFBレーザにおける注入 電流Ifに対する光出力パワーPfの関係(I-L特性)を示す。
図4-15に、DFBレーザにおける注入電流Ifに対して得られた光出力パワーの関係（I-L特性）
を示す。I-L特性がカーブを描いているのは、もともと図4-10に示すI-L特性を持つPLCプラット
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フォーム(図4-9(a))に、透過フィルタ形状が通常のガウス型設計のAWG(図4-13)を接続したため
である。よって、注入電流Ifに伴ってDFBレーザから出力される発振波長が図4-12に示すように 変化するのに従って、図4-13(b)に示すAWGの透過特性を反映するためである。これは、変調の 際にアイパターンの開口劣化の原因となる。この改善方法としては、DFB レーザの変調振幅範囲 において、AWGの短波側フィルタ傾斜領域にレーザ発振波長域が来るように、あらかじめDFBレ ーザを選別するか、もしくは3 章3.6.3 節で述べたように AWGの透過波長域をレーザ変調の発 振波長域にわたって平坦化する、という方法がある。
図4-16に、後述する動特性評価の際に使用した駆動条件(図4-18の表)して、DFBレーザへ
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のバイアス注入電流Ifを、レーン0, 1, 2, 3の順に、-32.4 mA, -31.6 mA, -43.3 mA, -40.7 mAとし た時の発振波長スペクトルを示す。各レーンにおいて、単一波長発振していることがわかる。これ は、図4-22に示す、バタフライ型モジュールの発振波長スペクトルと同様に観測されたものであっ た。
次に、作製した光モジュールの動特性評価結果について述べる。図4-17は、注入電流Ifに対 する小信号周波数応答特性を示す。10 GHz以上の3 dB周波数帯域は、注入電流Ifが30 mA 以上で得られており、10 Gbit/s での直接変調には十分な帯域を有していることがわかる。周波数 応答特性で応答特性がピークを持って大きくなるのは、緩和振動に起因するものである。これは、
図 4-23 に示すバタフライ型モジュールの小信号周波数応答特性においても同様に観測されるも のである。
図4-18に、DFBレーザのバイアス注入電流Ifを、レーン0, 1, 2, 3の順に-32.4 mA、-31.6 mA、
-43.3 mA、-40.7 mA に設定し、パルスパターンジェネレータ(PPG)から出力されるビットレートが
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9.9499 Gbit/s、PRBSが223-1のNRZ信号を、振幅電圧Vpp を1.6 Vにして、DFBレーザを直接 変調して得られた各レーンからの光出力アイパターンを示す。この時、全レーンを同時駆動してお り、各レーンからの光出力アイパターンは、波長可変光フィルタで切り出して、デジタルサンプリン グオシロスコープで観測した。アイパターンの立ち上がり後に、大きく波形が波立つのは、前述し た緩和振動に起因するものである。これは、図4-24に示す、バタフライ型モジュールからのアイパ ターンでも同様に観測されるように、DFB レーザの直接変調において特徴的なものである。光通
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信で使用される際には、受信器側で電気フィルタをかけて、閾値判定される。
次に、図 4-18 の表に示す動作条件において、本送信器による伝送実験を実施した。図 4-19 に、全レーンを同時駆動した場合の、バックツーバック(BtoB)およびSMFを10 km 伝送させた時 のビットエラーレート（BER）特性を示す。また、各レーンを単体で駆動した場合のバックツーバック (BtoB)のビットエラーレート（BER）特性も、同じく重ねて示す。伝送後においては、波長可変光フ ィルタで各レーンの光信号を切り出した光信号を、p-i-n PDとTIAで構成するCDR機能付き10
Gbit/s 級光受信器で受光した後、エラーアナライザに入力して、ビットエラーレート（BER）を測定
した。
バックツーバック(BtoB)において、単レーン駆動に対する同時駆動の受光感度劣化は、BERが 10-12において、0.5 dB以内であった。また、同時駆動でのバックツーバック(BtoB)における受光感 度は、BERが10-12において、レーン0, 1, 2, 3の順に、-12.8 dBm、-13.2 dBm、-13.0 dBm、-12.9 dBmであり、レーン間ばらつき0.3 dB以下であった。同時駆動での10 km伝送後のBERでも、
フロアのない特性が得られ、バックツーバック(BtoB)に対するパワーペナルティも最大0.1 dB程度 であった。
また、図 4-25 にバタフライ型モジュールのビットエラーレート（BER）特性を示す。設定条件は、
図4-24の表に示すとおりである。受光感度は、10 km伝送後においても、ビットエラーレート（BER）
が10-12で-13.1 dBmであった。このことから、複数個のDFBレーザをフリップチップ実装したPLC
ハイブリッド集積形態でも、バタフライ型モジュールと同等の伝送特性が得られることが確認できた。
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