JIS C 5944:2005 光伝送用半導体レーザモジュール通則

                                                                                   C 5944 : 2005

まえがき

  この規格は,工業標準化法に基づいて,日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が改正した日
本工業規格である。
  これによって,JIS C 5944:1996は改正され,この規格に置き換えられる。
  改正に当たっては,日本工業規格(日本産業規格)と国際規格との対比,国際規格に一致した日本工業規格(日本産業規格)の作成及び日
本工業規格を基礎にした国際規格原案の提案を容易にするために,IEC 62007-1:1999,Semiconductor
optoelectronic devices for fibre optic system applications-Part 1 : Essential ratings and characteristicsを基礎として
用いた。
  この規格の一部が,技術的性質をもつ特許権,出願公開後の特許出願,実用新案権,又は出願公開後の
実用新案登録出願に抵触する可能性があることに注意を喚起する。主務大臣及び日本工業標準調査会は,
このような技術的性質をもつ特許権,出願公開後の特許出願,実用新案権,又は出願公開後の実用新案登
録出願にかかわる確認について,責任はもたない。
  JIS C 5944には,次に示す附属書がある。
    附属書1(参考)光伝送用半導体レーザモジュールの個別仕様書の様式
    附属書2(参考)光伝送用半導体レーザモジュール環境試験及び耐久性試験用個別仕様書の様式
    附属書3(参考)代表的特性
    附属書4(参考)静電気破壊のおそれがあるデバイスへの表示
    附属書5(参考)JISと対応する国際規格との対比表

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――――― [JIS C 5944 pdf 1] ―――――

                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                              C 5944 : 2005

光伝送用半導体レーザモジュール通則

General rules of laser diode modules for fiber optic transmission

序文 この規格は,1999年に第1版として発行されたIEC 62007-1 Semiconductor optoelectronic devices for
fibre optic system applications-Part 1 : Essential ratings and characteristicsを翻訳し,技術的内容を変更して作成
した日本工業規格(日本産業規格)である。
  なお,この規格で側線又は点線の下線を施してある箇所は,原国際規格を変更している事項である。変
更の一覧表をその説明を付けて,附属書5に示す。
1. 適用範囲 この規格は,光源として使用する光伝送用半導体レーザモジュール(以下半導体レーザモジュー
ルという。)の用語, 最大定格, 性能などの一般的共通事項について規定する。
    備考1. ここでいう半導体レーザモジュールとは, 光ファイバピグテイル又は光ファイバ接続用のレセプ
            タクルをもち,必要に応じて,温度センサ,電子冷却素子,モニタ用フォトダイオード,光アイソレータ
            などを内蔵するものである。
        2. この規格の対応国際規格を,次に示す。
            なお,対応の程度を表す記号は,ISO/IEC Guide 21に基づき,IDT(一致している),MOD
          (修正している),NEQ(同等でない)とする。
          IEC 62007-1:1999,Semiconductor optoelectronic devices for fiber optic system applications-Part 1 :
              Ratings and characteristics (MOD)
2. 引用規格 次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成す
る。これらの引用規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。
    JIS C 0025 環境試験方法(電気・電子)温度変化試験方法
    JIS C 6802 レーザ製品の放射安全性基準
    JIS C 5945 光伝送用半導体レーザモジュール測定方法
    JIS C 60068-2-1 環境試験方法−電気・電子−低温(耐寒性)試験方法
      備考 IEC 60068 2-1:1990 Environmental testing - Part 2: Tests. Tests A: Coldが,この規格と一致してい
      る。
    JIS C 60068-2-2 環境試験方法−電気・電子−高温(耐熱性)試験方法
      備考 IEC 60068-2-2:1974 Environmental testing - Part 2: Tests. Tests B: Dry heat が,この規格と一致し
        ている。
     JIS C 60068-2-3 環境試験方法(電気・電子)高温高湿(定常)試験方法
      備考 IEC 60068-2-11:1981 Environmental testing - Part 2: Tests. Test Ka: Salt mistが,この規格と一致
      している。

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C 5944 : 2005
    JIS C 60068-2-6 環境試験方法−電気・電子−正弦波振動試験方法
      備考 IEC 60068-2-6:1995 Environmental testing - Part 2: Tests - Test Fc: Vibration (sinusoidal) が,この
      規格と一致している。
    JIS C 60068-2-7 環境試験方法−電気・電子−加速度(定常)試験方法
      備考 IEC 60068-2-7:1983 Environmental testing. Part 2: Tests. Test Ga: Acceleration, steady state が,こ
      の規格と一致している。
    JIS C 60068-2-17 環境試験方法−電気・電子−封止(気密性)試験方法
      備考 IEC 60068-2-17:1994 Basic environmental testing procedures - Part 2: Tests - Test Q: Sealingが,こ
      の規格と一致している。
    JIS C 60068-2-20 環境試験方法−電気・電子−はんだ付け試験方法
      備考 IEC 60068-2-20 : 1979 Environmental testing. Part 2: Tests. Test T: Soldering並びに
      Amendment1(1987)が,この規格と一致している。
    JIS C 60068-2-21 環境試験方法−電気・電子−端子強度試験方法
      備考 IEC 60068-2-21:1999, Environmental testing - Part 2-21: Tests - Test U: Robustness of terminations
        and integral mounting devicesからの引用事項は,この規格の該当事項と同等である。
    JIS C 60068-2-32 環境試験方法−電気・電子−自然落下試験方法
      備考 IEC 60068-2-32:1975 Environmental testing. Part 2: Tests. Test Ed: Free fall並びにAmendment1
        (1982) が,この規格と一致している。
    JIS C 60068-2-38 環境試験方法(電気・電子)高湿度組合せ(サイクル)試験方法
      備考 IEC 60068-2-38:1974 Environmental testing - Part 2: Tests. Test Z/AD: Composite
      temperature/humidity cyclic test が,この規格と一致している。
    JIS Z 8202-0 量及び単位−第0部 : 一般原則
    JIS Z 8202-1 量及び単位−第1部 : 空間及び時間
    JIS Z 8202-2 量及び単位−第2部 : 周期現象及び関連現象
    JIS Z 8202-3 量及び単位−第3部 : 力学
    JIS Z 8202-4 量及び単位−第4部 : 熱
    JIS Z 8202-5 量及び単位−第5部 : 電気及び磁気
    JIS Z 8202-6 量及び単位−第6部 : 光及び関連する電磁放射
    JIS Z 8203 国際単位系(SI)及びその使い方
3. 定義 この規格で用いる主な用語の定義は次による。
a) 絶対最大定格(Absolute maximum rating) 瞬時でも超過してはならない限界値。どの一つの規格値
    も超えてはならない。
b) 保存温度[Storage temperature(Tstg)] 電源電圧及び入力信号を加えないときの周囲温度の許容範囲。
c) 周囲温度[Ambient temperature(Ta)] 半導体レーザモジュールの置かれている雰囲気の温度。
d) 動作温度[Operating temperature(Top)] 規定の電圧又は電流での動作保証されている周囲温度
    [Operating ambient temperature(Top(a))],ケース温度[Operating case temperature (Top(c) )]又はサブマウ
    ント温度[Operating submount temperature (Top(sub))]。
        備考 電子冷却素子付きモジュールの場合はケース温度に代えヒートシンク温度でもよい。

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e) しきい値電流[Threshold current(Ith)] 誘導放出によるレーザ発振を開始する電流値。
f)  光ファイバ端出力[Radiant power(Pf)] 光ファイバ端から取り出される光出力。発光素子自身の光
    出力からファイバとの結合損失,ファイバの伝送損失を差し引いたもの。
g) しきい値光出力[Radiant power at threshold(Pth)] しきい値における光出力値。
h) 動作電流[Operating current(Iop)] 規定の光出力を得るときの順電流値。
i)  動作電圧[Operating voltage(Vop)] 規定の光出力を得るときの順電圧値。
j)  スロープ効率[Differential efficiency(ηd)] 動作電流での光ファイバ端出力と,しきい値電流又はし
    きい値電流よりも高く,かつ,動作電流よりも十分低い電流での光ファイバ端出力について,これら
    の光出力差を電流差で除したもの。
k) 縦モード(Longitudinal mode) 光軸に沿って伝搬する発振モードのスペクトルが離散的に存在してい
    るときの,これらの個々の発光スペクトル。特に,一本の縦モードで発光しているときを単一縦モー
    ド発振という。
l)  縦モード間隔(Mode spacing) 隣接する縦モードとの波長差。
m) 縦モード数(Number of longitudinal modes) 縦モードの合計数。通常はピークに対し,ある比を定め,
    それ以上の強度をもつモードだけを数える。
n) ピーク発振波長[Peak emission wavelength(λp)] レーザ発振が最強となる波長。
o) 中心発振波長[Central emission wavelength(λc)] 発振スペクトルの中心の波長。次の測定法のうち
    いずれかによって求めたものとする。
  1) 包絡線法;それぞれの縦モードのピークを包絡線によって結び,その包絡線が縦モードのピークに
      対し規定の値で切った時,最も長波長側の波長と,最も短波長側の波長の平均の波長。
  2)   -dB法;ピーク発振波長の両側の波長帯で,ピークに対し規定の値となる波長のうち最も長い波長
      側の縦モードの発振波長と,最も短い波長側の縦モードの発振波長の平均の波長。規定値が50%の
      場合だけこの方法をしきい値法ともいう。
  3)   MS法;n番目の縦モードの光出力(An)とその発振波長(λn)から,次の式を用いて求めた波長。
                                     Aλ
                                      n    n
                            λc
                                       An
p) スペクトル幅[Spectral radiation bandwidth(            穣己     ペクトルの広がり。
    なお,最大のピークに対し50%になる発振スペクトルの広がり幅(全幅)は,特にスペクトル半値幅
    (         という。スペクトル半値幅は,FWHM(半値全幅)ともいう。次の測定法のいずれかによって
    求めるものとする。
  1) 包絡線法;それぞれの縦モードのピークを包絡線によって結び,その包絡線が縦モードの最大のピ
      ークに対し規定の値で切ったとき,最も長波長側の波長と最も短波長側の波長との差。
  2)   -dB法;縦モードの最大のピークに対し規定の値で切ったときのスペクトル幅(シングルモード発
      振の場合)。又は,縦モードの最大ピークに対し規定の値以上で発振する縦モードのうち,最も長波
      長側の波長と最も短波長側の波長との差(マルチモード発振の場合)。
      又は,発振している縦モードの最大のピークに対し規定の値(スペクトル半値幅を求める場合は最
      大のピークに対し50%の値)になるスペクトル線の広がり幅(単一縦モード発振の場合)。
  3)   MS法;n番目の縦モードの光レベル(An)とその発振波長(λn)から次の式を用いて求めた波長
      幅。なお,Kは定数で目的に応じて選択(1, 2, 2.35, 3)し,明示する必要がある(2.35を選

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C 5944 : 2005
      択した場合は,スペクトル形状をガウス分布とみなしたときにスペクトル半値幅に相当する。)
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                                               An   (λnλc )
                                λw   K
                                                    An
q) スペクトル線幅[Spectral linewidth(                 ~      ード発振時のスペクトル線の広がり幅。スペク
    トルの最大値に対して,規定の値になるスペクトル線の幅とし,通常周波数で表す。
r) サイドモード抑圧比[Side-mode suppression ratio(SMSR)] レーザ発振が最強のモード(メインモー
    ド)と2番目に大きいモード(サイドモード)のパワーの比。
s)  発振波長電流依存変動係数[Spectral shift with current (ΔλC)] 動作電流を変化させたときに, 発
    振波長が変化する係数。
t)  発振波長温度係数[Spectral shift with temperature (ΔλT)] 周囲温度又は動作温度を変化させたと
    きに, 発振波長が変化する係数。
u) 波長チャープ[Wavelength Chirp(Δf)] レーザから放射される光パルスがONからOFF又はOFF
    からONへ変化する時間領域での光スペクトル線変化量。通常Hzの単位で表す。
    備考 必要に応じてnmを単位としても良いものとする。
v) 上昇時間[Rise time(tr)] 光出力パルスが最大値の10%から90%まで増加するのに要する時間。
w) 下降時間[Fall time(tf)] 光出力パルスが最大値の90%から10%まで減少するのに要する時間。
    最大値とは,緩和振動後の定常値をいう。
x) ターンオン時間[Turn on time(ton)   ] 電流パルスの最大値の10%から光出力パルスの90%まで増加する
    のに要する時間。
y) ターンオフ時間[Turn on time(toff)   ] 電流パルスの最大値の10%から光出力パルスの90%まで減少する
    のに要する時間。
z) ターンオン遅延時間[Turn on delay time(td(on))   ] ターンオン時間と上昇時間の時間差。
aa) ターンオフ遅延時間[Turn off delay time(td(off))   ] ターンオフ時間と下降時間の時間差。
ab) 変調度[Modulation index(mi)   ] 平均信号電流振幅に対する信号電流振幅比。
ac) 遮断周波数[Cut-off frequency(     c)] 規定のバイアス点で,正弦波を用いて小信号で変調を行ったと
    き得られる被変調光出力の正弦波振幅が,低周波領域の十分に平たんな部分に対して3dB低下する周
    波数。
ad) 相対強度雑音[Relative intensity noise(RIN)] 単位周波数当たりの光強度雑音と平均光出力との比。
    実際には,光のゆらぎがフォトダイオードなどの受光素子や増幅器を用いて測定,算出されるため,
    規定の周波数において検出された雑音から受光素子のショット雑音と増幅器の熱雑音とを除き,半導
    体レーザの平均出力(一般には受光器の光電流で検出)と測定周波数帯域とで除したものが対応する。
ae)   /N(信号対雑音強度比)[Carrier to noise ratio(C/N)] 光出力の平均値の,光出力のゆらぎの大き
    さに対する比。
af) 複合2次ひずみ[Composite Second-order distortion(CSO)] 半導体レーザを電力の等しく規則的に
    周波数配列された多チャンネルの正弦波信号で直接変調(アナログ変調)した場合に発生する2次の
    相互変調ひずみのうち,同一の周波数に現れるものの電力和を近傍の1チャンネルの正弦波信号の電
    力に対する比で表したもの。ただし,一般的には一つのチャンネルに対して,その映像帯域内での最

――――― [JIS C 5944 pdf 5] ―――――

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