DE2652608A1 - Verfahren zur regelung der ausgangsleistung eines halbleiterlasers - Google Patents

Verfahren zur regelung der ausgangsleistung eines halbleiterlasers

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Description

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH ΡΤ-ΒΚ/Sch/ms
BK 76/8I
Verfahren zur Regelung der Ausgangsleistung eines Halbleiterlasers
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Ausgangsleistung eines Halbleiterlaser« für ein Nachrichtenübertragungssystem mit einer Lichtleitfaser, bei dem ein Teil der Laserleistung mittels Fotodioden abgegriffen und - gegebenenfalls nach entsprechender Verstärkung - zur Regelung des Laserstromes benutzt wird.
Aufgrund von Temperatureinflüssen und Alterungarorgangen bei einem Halbleiterlaser ist es notwendig, dessen Strom naohzuregeln, um eine konstante Ausgangsleistung zu erhalten. Bie-
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her hat man hierfür die an der Rückseite des Lasers austretende Lichtleistung verwendet, da diese ohnehin für die Signalübertragung nicht benutzt werden kann. In der Fig. ist eine entsprechende Schaltung hierfür dargestellt. Die zur Übertragung des Nachrichtensignales Sl über eine Lichtleitfaserstrecke F erforderliche Energie wird von einer Laserdiode LD aufgebracht. Die bereits erwähnte rückwärtige Strahlung S3 dieser Laserdiode wird mittels einer Fotodiode FD aufgefangen und über einen Regler R und gegebenenfalls über eine nachgeschaltete Verstärkerstufe T dazu benutzt, um den Strom der Laserdiode LD so zu beeinflussen, dass deren ausgangsseitige Strahlung Sk zur Lichtleitfaserstrecke hin konstant gehalten wird. Mit S2 ist bei der dargestellten Schaltung das elektrische Signal bezeichnet, welches der Treiberstufe T zugeführt wird, um die gewünschte Ausgangsleistung des Lasers einzustellen.
Durch Defekte auf den Spiegeln, die auf beiden Seiten des Lasers unterschiedlich sein können und durch Defekte im Innern des Lasers kommt es vor, dass die auf der Rückseite des Lasers abgegriffene Leistung der abgestrahlten Nutzleistung des Lasers zur Lichtleitfaser F hin nicht proportional ist. Dies bedeutet aber, dass die oben beschriebene Regelung unwirksam
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Die Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, eine Regelung aufzuzeigen, welche von den genannten Defekten unabhängig ist.
Erfindungsgemäss wird hierfür vorgeschlagen eine Fotodiode, welche für die zu übertragenden Lichtfrequenzen der Faserstrecke transparent ist, direkt in die Faser einzufügen und den so gewonnenen Fotostrom zur Regelung auszunutzen.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Fig. 2 aufgezeigt. Die Lichtleitfaserstrecke besteht aus zwei Faserstücken Fl und F2, zwischen denen eine transparente Dünnschicht-Fotodiode FD eingefügt ist. Mit Sl ist das zu übertragende optische Signal bezeichnet, mit Sk die von der Laserdiode LD ausgehende Nutzstrahlung, welche in das Lichtleitfaserstück Fl eingekoppelt wird. Die Fotodiode FD ist mit einem Regler R verbunden, der seinerseits über die verstärkende Treiberstufe T mit der Laserdiode LD so verbunden ist, dass der über die Fotodiode FD gewonnene Regelstrom je nach der Grosse des auf die Treiberstufe T gegebenen elektrischen Signales S2 die Ausgangsleistung der Laserdiode auf einen bestimmten Wert einregelt.
Die Fotodiode FD mit den beiden anschliessenden Lichtleitfaser stücken Fl, F2 wird entsprechend justiert und zu einer Baueinheit zusammengefasst. - In der Fig. 3 wird dies so verwirklicht, dass die Fotodiode FD auf einer Glasplatte Pl auf-
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gebaut ist, auf deren Ober- bzw. Unterseite je ein ringförmiger fluchtender Kontakt der Diode aufgebracht ist. Die erwähnte Glasplatte ist innerhalb der ringförmigen Kontakte durchbohrt, so dass ein Ende eines Lichtleitfaserstückes in diese Bohrung B eingeführt und mit seiner Stirnseite mit der Fotodiode FD verbunden werden kann. Diese Lichtleitfaser ist in der Fig. 3 mit F2 bezeichnet, ihr zugehöriger Mantel mit M. Auf der anderen Seite der Fotodiode FD wird in gleicher Weise das Lichtleitfaserstück Fl nach entsprechender Justierung optisch mit der Fotodiode verbunden. Auf der Glasplatte ist zur Kontaktierung der Fotodiode eine Streifenleitung St aufgetragen, deren eine Leitung direkt mit dem einen ringförmigen Kontakt der Fotodiode in Verbindung steht, während die andere Leitung über den Draht L mit dem anderen ringförmigen Kontakt der Fotodiode verbunden ist. Die der Fotodiode abgewandten Enden der Streifenleitung führen zu zwei Anschlusspunkten a und b, die über das in der Fig. 3 als V bezeichnete Bauteil hinausragen. Dieses Bauteil V stellt einen vorzugsweise aus Giessharz gebildeten Block dar, der die einzelnen Elemente zu einer mechanisch kompakten Baueinheit vereinigt.
Die Dünnschicht-Fotodiode FD ist in der Fig. 4 in schematischem Querschnitt dargestellt. Sie ist eine PIN-Fotodiode, die ein Mesaprofil aufweist. Auf ihrer Oberseite ist ein ringförmiger Goldköntakt Kl aufgebracht und auf ihrer Unterseite ein weiterer etwas grösserer ringförmiger Goldkontakt
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K2. Die so gebildete Öffnung" der einzelnen Kontakte sind mit ΟΪ bzw;"ö2bezeibhnet. Bei "einem ijraktisch; ausgeführten Beisjpiiil einer solchen Dünnschicht^Biode betrug die
Stärke des -DiodenkOrpers ungefähr 3yum, bei einem Durch-
messer der5 gärossen unteren Öffnung Öl von ungefähr 85#im. ■-
In tier Fig. "5''ist im oberen feil der ringförmige Kontakt' ; Kl der Fotodiode-dargestellt. Auf der Glasplatte Pl ist der"zur Kontaktierung mit dem1 auf-dieser Seite der Platte befindliche Teil St der Streifenleitung mit einem angeschweissten Leitungsdraht L verbunden. Der untere Diodenkohtakt ist1durch eine Durchkontäktieruhg mit dem zweiten uhterhaib der" Platte ^angebrachten "Teil der Str'eif enleituhg St verbünden, wie dies dem unteren Teil der Zeichnung zu - " entnehmen ist. Mit ä und b sind die Ahschlusspunkte · der * "·-■ Streifenieitüng'St bezeichnet .■ β ist die in der Glasplatte * Pl angebrächt-e Bohrung',1 'durch die <ias Ende des 'einen Iiichtleitfkserstückes hihdurch^eschoben und- mit der- Fotodiode op-
Um unerwünschte Reflexionen zu vermeiden, wird die Fotodiode FD in atf siHn- beika^nntiei* Wöisei Vergütet ^ui.hv ihre op^isfch^^ wirksameti· ÖberTl^cheiv-werd^en mit «inehf Aritire^KUexbelagsehen, der fJJiri di^-^tBrende1 Frequenz «iiie- λ/4-Ueitung ^ ^^ dfer E^^itaüiigi aufgebaute Anordnung ergab
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durch die Fotodiode eine Auskoppeldämpfung von ungefähr IdB, wobei die Diode ungefähr 10% der Lasernutzleistung absorbierte und ein von Defekten des Lasers unabhängige Regelspannung lieferte.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    (l. jVerfahren zur Regelung der Ausgangsleistung eines Halbleiterlasers für ein Nachrichtenübertragungssystem mit einer Lichtleitfaser, bei dem ein Teil der Laserleistung mittels Fotodiode abgegriffen und - gegebenenfalls nach entsprechender Verstärkung - zur Regelung des Laserstromes benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Fotodiode als für die zu übertragende Lichtfrequenzen transparente Dünnschicht-Fotodiode ausgebildet und in die der Signalübertragung dienende Lichtleitfaser eingefügt ist.
    2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fotodiode mit den anschliessenden Lichtleitfaserstücken justiert und zu einer Baueinheit rereinigt ist.
    3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fotodiode derart auf einer Glasplatte aufgebaut ist, dass auf deren Ober- bzw. Unterseite je ein ringförmiger, fluchtender Kontakt aufgebracht ist und dass die Platte innerhalb dieser Kontakte durchbohrt ist, wobei ein Ende eines der beiden Lichtleitfaserstücke durch diese Bohrung hindurchgesteckt und stirnseitig optisch mit der einen' transparenten Oberfläche der Fotodiode verbunden ist, während das Ende des anderen LichJtleitfaserstückes auf der anderen transparenten Oberfläche der Fotodiode optisch angekoppelt ist. ■'
    BK 76/81 != - 8 -
    009821/0220 ,
    k. Anordnung nach Anspruch 3i dadurch gekennzeichnet, dass zum Anschluss der Fotodiode an die Regelschaltung auf den beiden Oberflächen der Glasplatte Leiterzüge vorgesehen sind, die eine Streifenleitung bilden und die mit den ringförmigen Kontakten der Fotodiode verbunden sind.
    5· Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Fotodiode eine PIN-Fotodiode Verwendung findet mit einem Mesaprofil.
    6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fotodiode mit einem Antireflexionsbelag beschichtet ist.
    BK 76/81
    809821/0220
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