第 3 章 20 Gbit/s EML 送信 ュー
3.5 評価結果
置 無い場合，結合効率 - 0.21 dB あ ，収差 発生 結合損失を非常 小さく抑制 い ．機械加工し 精密 を用い ッ ン を ン
キ ッ 配置 場合，実装公差0.05 mm以 ッ ン を配置 こ
こ を考え ， ッ ン 置 発生 波面収差 最大
0.08 rms ． 結合効率 -0.28 dB ， ッ ン を
入 こ 発生 収差 過剰損失 目標値 あ 0.3 dB 以 を満足 結果
を得 ．
非球面 ン 最適化 ，光学系全体 し 収差を抑え 設計 完了し ， 設計し 非球面 ン を用い ，環境温度変動 対 結合効率 変動 い 算出し
． 3.20 計算結果を示 ．結合効率 環境温度+25 C 規格化し ．
ッ ン 無い場合，環境温度-40 C ～ +95 C 範 結合効率 0.95 dB変動 対し ， ッ ン を用い こ -40 C -0.09 dB，+95 C -0.12 dB 損失 抑え こ 分 ．温度変動 対 結合効率 変動 表 3.1
示 目標値 0.5 dB 以 を満足 計算結果 得 ． ッ ン 無い場
合 比較 0.83 dB 改善効果 期待 ．
3.20 環境温度変動 対 結合効率 計算結果
(a)TO-CAN 部写真 (b)送信 ュー 写真
3.21 20Gbit/s送信 ュー 写真
い 信号 品質を判断 用い ． 3.21 試作し 送信 ュー
写真を示 ． 3.21 (a) 試作し TO-CAN 写真 あ ． ン キ ッ を
溶接し， ン キ ッ キ 系接着剤を用い ッ ン を固定し ．
3.21 (b) (a) 示 TO-CAN FPC， ー ン を取 付け 送
信 ュー 写真 あ ． TO-CAN 溶接 固定し ．
TO-CAN を溶接 際，TO-CAN 出力さ 光 結合効
率 最大 置を し，溶接 二 を固定 ． ，FPC TO-CAN
ー 部を半田 固定し ． ー ン 及びキ ッ 側面 固定し
．
試作し 送信 ュー 環境温度変動 対 結合効率 変動を評価し ．ペ ェ素子 EML 温度を+55 C 設定し，恒温槽 ュー 温度を-40 C
～ +95 C 変化さ ，光 出力 ワー 変動を評価 こ ，結合効率 変化を確
認し ． 3.22 評価結果を示 ．実線 ュ ー ョン結果を， ッ 実験結 果を示し い ． 環境温度+25 C 光出力 ワー 規格化し い ．
ッ ン 無い場合環境温度-40 C -1.1 dB，+95 C -1.08 dB 結合効率 変動 発生 ．一方， ッ ン を使用し 場合，温度変動 対 結合効率
変動 抑制 ，-40 C -0.22，+95 C -0.3 dB ． ュ ー ョ
ン結果 実測値 比較的良く一致し い ．計算結果 実測 わ 差 ，計算 使
用し ッ ン 物性値やEML ッ 起因し い
推測さ ． ッ ン 無い 最大 1.1 dB 結合効率 変動し
対し ， ッ ン を使用 こ 約0.8 dB 改善 得 ．結合
効率 変動 目標値 あ 0.5 dB以 得 こ を確認し ．
3.22 環境温度変動 対 結合効率変動評価結果
最後 ッ ー 20 Gbit/s，NRZ(Non Return to Zero)符号，PRBS (Pseudo Random
Bit Sequence) 231 -1 電気信号 光送信 ュー を駆動し 光 ー
ンを評価し ．電気信号源 PPG (Pulse Pattern Generator) を用い ．EML EA部
加え 変調電圧 2.0 Vpp し ．EA 消光特性 非線形 あ ，2.0 Vpp 変
調電圧 加え ，DC電圧を加え こ 光波形を調整 こ ．DC電圧を-
(a)-40 C (b)+25 C
(c)+95 C
3.23 20Gbit/s ーン測定結果
-1.2 -0.9 -0.6 -0.3 0 0.3 0.6
環境温度(C)
-50 -25 0 25 50 75 100
結合効率(dB)
プラスチックレン 有り プラスチックレン 無し
0.58 V 設定し ． 3.23 温度-40 C，+25 C，+95 C 取得し 光出力信号
ーンを示 ．EML 出射さ 光 波長 1538.5 nm あ ．温度変動 対し
ーン 変化 見 ．波形品質を示 指標 し 各環境温 度-40 C，+25 C，+95 C け 光波形 消光比を見 ， ，10.1 dB，
10 dB，9.7 dB ，広い温度範 い 9.7 dB以 良好 特性 得 い
こ を確認し ．
3.6
本章 TO-CAN ッ ー を用い 光送信 ュー ，次世代 ネ
ッ ワー 要求さ 20 Gbit/s 伝送速度を満足し，環境温度 -40 C ～ +95 C 光波形品質，光出力 ワー変動 良好 特性 得 こ を実証し ．
ネッ ワー 屋外 使用 こ を想定し 環境温度-40 C ～ +95 C
動作 こ 求 ． 広い温度範 20 Gbit/s EMLを動作さ
、EML 温度を制御 ペ ェ素子を搭載し 送信 ュー を検討し ． こ 構成 場合光出力 ワー 環境温度変動 対し 約 1.1 dB 変動 いう課題 発生 ．こ 課題を解決 ッ ン 光学補償を考案し ． 光学補償 ッ ン 熱光学効果 ，熱応力 ン 形状 制御を利用 し ． ッ 持 大 熱光学係数を利用 こ ，温度変動 対
ッ ン 屈折率 を利用し 結像 置を補償 ．し し， ッ ン 大 線膨張係数を持 ，温度変動 対し ン 曲率 変化し し い，
述 熱光学効果を利用し 補正し 結像 置 最適 値 し う． こ ， 熱応力を利用し ン 面 互い 打ち消しあう曲率変動を意 的 引 起こ し， ッ ン 温度変動 対 ン 曲率変動 影響を 減し ．
ッ ン 曲率半径 5 mm 最 良好 光学補償 得 こ を計 算 明 し， ッ ン を搭載し 送信 ュー を実際 試作し ，
光出力 ワー変動 伝送速度 20 Gbit/s ーン 評価を実施し ．光 出力
ワー変動 -40 C ～ +95 C 環境温度範 い ，目標値0.5 dBを満足 0.3 dB 以 良好 評価結果を得 ． ッ ン 光学補償 無い場合 比較し ，
0.8 dB 改善効果 得 ，光学補償 有効 あ こ を実証し ． ，伝送速度20
Gbit/s 光波形 -40 C ～ +95 C い 消光比 9.7 dB 以 良好 波形 得
．環境温度変動 対し 光波形 変化や劣化 一 見 ．
光出力 ワー変動，動作温度，波形品質 次世代 ネッ ワー 要求 を満足 良好 特性 得 ，本高性能化技術 次世代 技術 し 有意義 あ こ を実証し ．