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光モジュールのTOSAおよびROSAデバイス

2021-09-28

中距離および長距離光通信の中核の1つとして、光モジュールは光電変換の役割を果たします。これは、光デバイス、機能回路基板、および光インターフェイスで構成されています。

TOSAは、主に電気信号から光信号への変換を完了する光トランスミッタモジュールの主要コンポーネントです。 TOSAは、アダプターのタイプに応じて、SC TOSA、LC TOSA、FC TOSA、STTOSAに分類できます。 TOSAには、光アイソレータ、監視フォトダイオード、LD駆動回路、サーミスタ、熱電冷却器、自動温度制御回路（ATC）、自動電力制御回路（APT）などのコンポーネントが含まれています。
光源（半導体発光ダイオードまたはレーザーダイオード）をコアとし、LDチップやモニタリングフォトダイオードなどをコンパクトな構造（TO同軸パッケージまたはバタフライパッケージ）にパッケージ化し、TOSAを形成します。
TOSAでは、LDレーザーダイオードが現在、光モジュールに最も一般的に使用されている半導体発光デバイスです。これには、しきい値電流（Ith）とスロープ効率（S）の2つの主要なパラメーターがあります。 LDを迅速に動作させるには、LDにしきい値電流よりわずかに大きいDCバイアス電流IBIASを提供する必要があります。つまり、順方向電流がしきい値電流を超えるとレーザーが放射されます。

ROSAは光を受け取るコンポーネントです。高データレートの光モジュールでは、PINまたはADPフォトダイオードとTIAは通常、密閉された金属ケーシングに組み込まれて、光を受け取るコンポーネントを形成します。
受信部品ROSAの主成分である光検出器は、主に光電効果により光信号を電子信号に変換するために使用されます。光通信における一般的な光検出器は、PINフォトダイオードとアバランシェフォトダイオード（APD）です。 APDは、アバランシェ増倍効果を利用して光電流を2倍にする高感度光検出器です。 PINフォトダイオードと比較して、APD受信機の感度を6〜10dB上げることができます。

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