DE2911858C2 - Schaltung zur Begrenzung der von einem Halbleiterlaser abgegebenen Lichtleistung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Begrenzung der von einem Halbleiter-Laser abgegebenen Lichtleistung nach der Gattung des Hauptanspruchs (GB-PS 02 950).

Glasfasersysteme mit Halbleiter-Lasern als Lichtquelle erfordern einen Regelkreis, mit welchem Alterungseffekte und Temperaturschwankungen des Lasers kompensiert werden können, so daß die Ausgangsleistung des Lasers konstant gehalten wird. Üblicherweise zweigt man vom Laserlicht einen Referenzlichtstrom für eine Fotodiode ab. deren Fotostrom mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen wird. Der Regler beseitigt dann die Abweichungen zwischen Ist- und Sollwert.

Hierbei kann es nun vorkommen, daß der Arbeitspunkt des Lasers, z. B. durch einen falschen Sollwert, unrichtig eingestellt ist dzw. dessen Einstellung in Betrieb unrichtige Werte annimmt, z. B. durch Verstelking oder Kurzschluß des Sollwertgebers, wodurch der lehr empfindliche und verhältnismäßig teure Laser beschädigt oder gar zerstört werden kann.

Die aus der eingangs genannten GB-PS 20 02 950 bekannte Schaltung enthält außerdem einen dem Halbleiterlaser vorgeschalteten Modulator, wobei ein Regler für die optimale Modulation des Laserstrahles vorgesehen ist. Bei Abwesenheit des Modulationssignals wird dem steuerbaren Modulationsverstärker anstelle des Reglersignals ein Ersatzsignal zugeführt, welches die Laserdiode auch bei Wiedererscheinen des Modulationssignals auf einen zulässigen Betriebswert hallen soll, so daß in diesem Falle die Laserdiode nicht überlastet werden kann. Auch bei diesem Regler kann es zur Überlastung bzw. Zerstörung der Laserdiode kommen, wenn z. B. der Soll-Wert falsch eingestellt ist oder das Modulationssignal über eine bestimmte Größe ansteigt, welche durch den Regelverstärker im Modulator nicht mehr herabgesetzt werden kann (sogen, begrenzter Regelhub).

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Schaltung nach der Gattung des Hauptanspruchs so zu verbessern, daß sie den Laser sicher vor Zerstörung schützt

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst

Die erfindungsgemäße Schaltung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß ohne größeren Mehraufwand an Schaltungsteilen ein sicherer Überlastungsschutz des teuren Lasers gewährleistet ist

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung der im Hauptanspruch angegebenen Schaltung möglich.

Eine Schaltung als Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild mit der Schaltung,
F i g. 2 eine Detailzeichnung mit der Schaltung.
In beiden Figuren vorkommende gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist ein Lichtleiter 1 an einen Halbleiter-Laser 2 optisch angekoppelt welcher von einer Treiberstufe 3 mit Strom versorgt wird. Der Treiberstrom wird von einem Regelkreis 4 geregelt.

Mit dem Laser 2 ist außerdem eine Strommeßschaltung 6 verbunden, welche den Istwert der vom Laser abgegebenen Leistung an den Regelkreis 4 liefert An den Regelkreis 4 ist weiterhin ein Sollwertgeber 7 angeschlossen. Im Regelkreis ' findet somit ein Soll/Ist-Vergleich statt, wonach der Strom der Treiberstufe 3 geregelt wird.

Zum Schütze des Lasers 2 ist eine Schwellwertschaltung 8 an die Strommeßschaltung 6 und an den Regelkreis 4 angeschlossen. Steigt der dem Regelkreis zugeführtc Istwert über eine bestimmte Schwelle, so spricht die Schwellwertschaltung 8 an und beeinflußt den Regelkreis 4 derart, daß der Regelstrom den Treiberstrom entsprechend herabsetzt, wodurch der Laser vor Zerstörung sicher geschützt wird.

Die Funktion der Schwellwertschaltung 8 sei anhand des Detailschaltbildes gem. F i g. 2 näher erläutert.

Der Laser 2 gibt bei normalem Betrieb eine Teillichtleistung an die Fotodiode 11 der Strommeßschaltung 6 ab. Je nach Stärke der von der Fotodiode 11 empfangenen Lichtleistung ändert sich der von ihr abgegebene Strom, und zwar wird der Fotodiodenstrom mit zunehmender Lichtleistung größer und verursacht an dem Widerstand 12 einen größeren Spannungsabfall. Dieser den Istwert darstellenden Fotodiodenstrom wirkt nun mit dem vom Sollwertgeber 7 abgegebenen Strom am positiven Eingang eines Regelverstärkers 13 derart zusammen, daß am Ausgang des Regelverstärkers 13 ein Regelstrom abnehmbar ist, der den Transistor 14 in der Treiberstufe 3 im Sinne einer Konstanthaltung der vom Laser 2 abgegebenen Lichtleistung regelt.

Übersteigt die Laserlichtleistung und demzufolge der Fotodiodenstrom und damit tier Spannungsabfall am

Widerstand 12 einen bestimmten Schwellwert, dann wird die am Verbindungspunkt 14 von Fotodiode ti und Widerstand 12 angeschlossene Zenerdiode 16 leitend. Dadurch wird der normalerweise gesperrte Transistor 17 ebenfalls leitend, so daß ein zusätzlicher Strom vom Sollwertgeber 7 über den Widerstand 18 und den Transistor 17 fließt. Das täuscht eine Erhöhung der Laser-Lichtleistung vor, wodurch der dem Bngang des Regelverstärkers 13 zugeführte Strom ebenfalls herabgesetzt wird.

Am Ausgang des Verstärkers 13 ist ein Regelstrom abnehmbar, der den Treiberstrom in diesem Falle derart beeinflußt, daß eine Begrenzung der Laserlichtleistung erfolgt und somit eine Zerstörung des Lasers 2 sicher vermieden wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Begrenzung der von einem Halbleiterlaser abgegebenen Lichtleistung, weiche durch Vergleich der von einer Meüschaltung abgegebenen >tet-Werte mit den von einer Sollwerteinstelleinrichtung abgegebenen Soll-Werten und durch entsprechende Einstellung eines den Anregnngsstrom des Lasers regelnden Regelverstärkers konstant gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß am Eingang des Regelverstärkers (13) außer der Sollwerteinstelleinrichtung (7) und der MeBschaltung (6) eine mit der MeßschaJtung (6) verbundene Schwellwertschaltung (8) angeordnet ist, deren Ausgangsstrom den Soil-/lst-Vergleich derart beeinflußt, daß der vom Regelverstärker (13) abgegebene Strom den Anregungsstrom so regelt, daß die vom Laser abgegebene Lichtleistung eine bestimmte Höhe nicht überschreitet.

2. ScbaAung nach Anspruch 1, bei der die den Isiweri abgebende meSscuaftang (6) eine vom Halbleiter-Laser (2) bestrahlte Fotodiode (11) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungspunkt (14) von Fotodiode (II) unJ einem in Reihe mit der Fotodiode geschalteten Widerstand (12) über einen Schwellwertschalter (16) an einen Stromverstärker(17)angeschlossen ist

3. Schaltung nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertschalter eine Zenerdiode (16) isL JO

4. Schal'mg nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwertschalter ein Komparator ist