JP2000138415A - 半導体レーザ駆動回路 - Google Patents
半導体レーザ駆動回路Info
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- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 面発光半導体レーザにパルス変調信号を加え
た際の、波形の立ち上がり・立ち下がり時間を改善し
て、アイパターンが規定のアイマスクを満足する半導体
レーザ駆動回路を提供する。 【解決手段】 ＶＣＳＥＬに抵抗Ｒが直列接続され、こ
れらにＤＣバイアス電流供給回路１からインダクタＬを
介して直流バイアス電流Ｉbiasが供給される。入力デー
タは、差動入力ＴＸ＋，ＴＸ−からＰＥＣＬ入力バッフ
ァ２を介して、電圧増幅器３に入力されて電圧増幅後、
減衰器７にて減衰されて、ＡＣ結合用コンデンサＣを介
して伝送線路８に送られ、直列抵抗ＲおよびＶＣＳＥＬ
に印加される。電圧増幅器３は、周波数特性にピーキン
グを有し、その利得、周波数帯域、ピーキング特性を調
整可能に構成されている。
た際の、波形の立ち上がり・立ち下がり時間を改善し
て、アイパターンが規定のアイマスクを満足する半導体
レーザ駆動回路を提供する。 【解決手段】 ＶＣＳＥＬに抵抗Ｒが直列接続され、こ
れらにＤＣバイアス電流供給回路１からインダクタＬを
介して直流バイアス電流Ｉbiasが供給される。入力デー
タは、差動入力ＴＸ＋，ＴＸ−からＰＥＣＬ入力バッフ
ァ２を介して、電圧増幅器３に入力されて電圧増幅後、
減衰器７にて減衰されて、ＡＣ結合用コンデンサＣを介
して伝送線路８に送られ、直列抵抗ＲおよびＶＣＳＥＬ
に印加される。電圧増幅器３は、周波数特性にピーキン
グを有し、その利得、周波数帯域、ピーキング特性を調
整可能に構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、面発光半導体レー
ザにパルス変調信号を加えた際の、波形の立ち上がり・
立ち下がり時間を改善した半導体レーザ駆動回路に関す
る。
ザにパルス変調信号を加えた際の、波形の立ち上がり・
立ち下がり時間を改善した半導体レーザ駆動回路に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、高速の光通信用の半導体レーザ駆
動回路における変調電流駆動回路は、トランジスタまた
は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を差動構成とした電
流切り替えスイッチ型で構成される。
動回路における変調電流駆動回路は、トランジスタまた
は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を差動構成とした電
流切り替えスイッチ型で構成される。
【０００３】図８は、面発光半導体レーザ（Vertical C
avity Surface Emitting Laser。以下ＶＣＳＥＬとす
る）駆動回路の従来の構成例を示す。トランジスタＴｒ
１とＴｒ２は差動回路を構成しており、Ｔｒ１とＴｒ２
のエミッタは定電流Ｉｍを供給する定電流源に接続され
ている。Ｔｒ１のコレクタは抵抗Ｒ１を介してＶＣＳＥ
Ｌのカソードに接続され、ＶＣＳＥＬのアノードには電
圧Ｖccが供給される。一方Ｔｒ２のコレクタは抵抗Ｒ２
に接続され、Ｒ２のもう一方の端子には電圧Ｖccが供給
される。ＤＣバイアス電流供給回路がインダクタＬ１を
介してＶＣＳＥＬのカソード側に接続され、直流バイア
ス電流Ｉdcを制御する。そして差動入力ＴＸ＋，ＴＸ−
から入力バッファを介してデータが入力される。ＴＸ＋
にロジック１が入力されるとＴｒ１はオンとなり、ＶＣ
ＳＥＬに変調電流Ｉｍが供給され発光する。ＴＸ−にロ
ジック０が入力されるとＴｒ１はオフとなり、ＶＣＳＥ
Ｌには変調電流Ｉｍは供給されず消光となる。
avity Surface Emitting Laser。以下ＶＣＳＥＬとす
る）駆動回路の従来の構成例を示す。トランジスタＴｒ
１とＴｒ２は差動回路を構成しており、Ｔｒ１とＴｒ２
のエミッタは定電流Ｉｍを供給する定電流源に接続され
ている。Ｔｒ１のコレクタは抵抗Ｒ１を介してＶＣＳＥ
Ｌのカソードに接続され、ＶＣＳＥＬのアノードには電
圧Ｖccが供給される。一方Ｔｒ２のコレクタは抵抗Ｒ２
に接続され、Ｒ２のもう一方の端子には電圧Ｖccが供給
される。ＤＣバイアス電流供給回路がインダクタＬ１を
介してＶＣＳＥＬのカソード側に接続され、直流バイア
ス電流Ｉdcを制御する。そして差動入力ＴＸ＋，ＴＸ−
から入力バッファを介してデータが入力される。ＴＸ＋
にロジック１が入力されるとＴｒ１はオンとなり、ＶＣ
ＳＥＬに変調電流Ｉｍが供給され発光する。ＴＸ−にロ
ジック０が入力されるとＴｒ１はオフとなり、ＶＣＳＥ
Ｌには変調電流Ｉｍは供給されず消光となる。
【０００４】通常ＶＣＳＥＬを含む半導体レーザの駆動
回路では、発振遅延時間を改善するために、しきい値電
流Ｉth程度のＤＣバイアス電流を常に供給しておき、こ
れにパルス変調電流を重畳することが一般的である。
回路では、発振遅延時間を改善するために、しきい値電
流Ｉth程度のＤＣバイアス電流を常に供給しておき、こ
れにパルス変調電流を重畳することが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＶＣＳ
ＥＬでは、その活性領域でのキャリア蓄積効果があるた
めに、高速変調時に立ち上がり時間および立ち下がり時
間が大きくなり、要求される立ち上がり時間、立ち下が
り時間、アイパターンのマスクの仕様を満足しないとい
う問題がある。
ＥＬでは、その活性領域でのキャリア蓄積効果があるた
めに、高速変調時に立ち上がり時間および立ち下がり時
間が大きくなり、要求される立ち上がり時間、立ち下が
り時間、アイパターンのマスクの仕様を満足しないとい
う問題がある。
【０００６】例えば、図８の電流切り替え型の変調電流
駆動回路では、ＤＣバイアス電流に変調電流が直流結合
されているため、発光素子の消光時（ロジック０レベル
時）に、変調電流は０となるが、図９（ａ）に示すよう
に、駆動電流はＤＣバイアス電流値以下にはならない。
このため、ＶＣＳＥＬの光出力波形は図９（ｂ）に示す
ように、ＶＣＳＥＬの活性領域へのキャリア蓄積効果の
ために立ち上がり時間ｔｒと立ち下がり時間ｔｆが大き
くなってしまう。通常立ち上がり時間と立ち下がり時間
は２０％・８０％で規定するが、立ち上がり時間では８
０％程度よりも大きい部分が緩やかに立ち上がり、立ち
下がり時間では２０％程度よりも小さい部分が緩やかに
立ち下がる傾向が見られる。この緩やかな立ち上がり・
立ち下がり時間のために、図１０に示す様にアイパター
ンが規定のアイマスクを満足できなくなってしまう。
駆動回路では、ＤＣバイアス電流に変調電流が直流結合
されているため、発光素子の消光時（ロジック０レベル
時）に、変調電流は０となるが、図９（ａ）に示すよう
に、駆動電流はＤＣバイアス電流値以下にはならない。
このため、ＶＣＳＥＬの光出力波形は図９（ｂ）に示す
ように、ＶＣＳＥＬの活性領域へのキャリア蓄積効果の
ために立ち上がり時間ｔｒと立ち下がり時間ｔｆが大き
くなってしまう。通常立ち上がり時間と立ち下がり時間
は２０％・８０％で規定するが、立ち上がり時間では８
０％程度よりも大きい部分が緩やかに立ち上がり、立ち
下がり時間では２０％程度よりも小さい部分が緩やかに
立ち下がる傾向が見られる。この緩やかな立ち上がり・
立ち下がり時間のために、図１０に示す様にアイパター
ンが規定のアイマスクを満足できなくなってしまう。
【０００７】そこで本発明は、面発光半導体レーザにパ
ルス変調信号を加えた際の、波形の立ち上がり・立ち下
がり時間を改善して、アイパターンが規定のアイマスク
を満足する半導体レーザ駆動回路を提供することを目的
とする。
ルス変調信号を加えた際の、波形の立ち上がり・立ち下
がり時間を改善して、アイパターンが規定のアイマスク
を満足する半導体レーザ駆動回路を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明の半導体レーザ駆動回路は、面発光半導体レ
ーザにバイアス電流を供給するバイアス電流供給回路
と、入力データをパルス変調信号として前記バイアス電
流に重畳する変調信号回路とを備え、この変調信号回路
の電圧増幅器が、周波数特性の高域部にピーキングを有
することを特徴とする。
め、本発明の半導体レーザ駆動回路は、面発光半導体レ
ーザにバイアス電流を供給するバイアス電流供給回路
と、入力データをパルス変調信号として前記バイアス電
流に重畳する変調信号回路とを備え、この変調信号回路
の電圧増幅器が、周波数特性の高域部にピーキングを有
することを特徴とする。
【０００９】または、面発光半導体レーザにバイアス電
流を供給するバイアス電流供給回路と、入力データをパ
ルス変調信号として前記バイアス電流に重畳する変調信
号回路と、このパルス変調信号を微分して、その微分波
形を前記パルス変調信号の立ち上がり部および立ち下が
り部に重畳する微分回路とを具備することを特徴とす
る。
流を供給するバイアス電流供給回路と、入力データをパ
ルス変調信号として前記バイアス電流に重畳する変調信
号回路と、このパルス変調信号を微分して、その微分波
形を前記パルス変調信号の立ち上がり部および立ち下が
り部に重畳する微分回路とを具備することを特徴とす
る。
【００１０】以上の構成によって、パルス変調信号の立
ち上がり部および立ち下がり部に、それぞれオーバーシ
ュートおよびアンダーシュートを付加することができ
る。
ち上がり部および立ち下がり部に、それぞれオーバーシ
ュートおよびアンダーシュートを付加することができ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
施の形態を詳細に説明する。
【００１２】図１は、本発明の半導体レーザ駆動回路の
構成を示す。ＶＣＳＥＬに抵抗Ｒが直列接続され、これ
らにＤＣバイアス電流供給回路１からインダクタＬを介
して直流バイアス電流Ｉbiasが供給される。入力データ
は、差動入力ＴＸ＋，ＴＸ−からＰＥＣＬ(Positive re
ferenced Emitter Coupled Logic)入力バッファ２を介
して、電圧増幅器３に入力されて電圧増幅後、減衰器７
にて減衰されて、ＡＣ結合用コンデンサＣを介して伝送
線路８（特性インピーダンスＺo）に送られ、直列抵抗
ＲおよびＶＣＳＥＬに印加される。
構成を示す。ＶＣＳＥＬに抵抗Ｒが直列接続され、これ
らにＤＣバイアス電流供給回路１からインダクタＬを介
して直流バイアス電流Ｉbiasが供給される。入力データ
は、差動入力ＴＸ＋，ＴＸ−からＰＥＣＬ(Positive re
ferenced Emitter Coupled Logic)入力バッファ２を介
して、電圧増幅器３に入力されて電圧増幅後、減衰器７
にて減衰されて、ＡＣ結合用コンデンサＣを介して伝送
線路８（特性インピーダンスＺo）に送られ、直列抵抗
ＲおよびＶＣＳＥＬに印加される。
【００１３】電圧増幅器３は、周波数特性の高域部にピ
ーキングを有し、その利得、周波数帯域、ピーキング特
性を調整可能に構成されている。利得調整回路４は、そ
の利得調整を行い、ピーキング調整回路５は、ピーキン
グ特性を調整し、周波数帯域調整回路６は、周波数帯域
を調整する。
ーキングを有し、その利得、周波数帯域、ピーキング特
性を調整可能に構成されている。利得調整回路４は、そ
の利得調整を行い、ピーキング調整回路５は、ピーキン
グ特性を調整し、周波数帯域調整回路６は、周波数帯域
を調整する。
【００１４】以上の構成の半導体レーザ駆動回路におい
て、ＶＣＳＥＬに流れる変調電流の波形は、電圧増幅器
３の周波数特性を反映している。図２は、電圧増幅器３
の周波数特性の一例を示し、周波数ｆpにピーキングを
持たせている。なおｆchは高域遮断周波数(high-freque
ncy cut-off frequency)である。このピーキングによっ
て、図３（ａ）に示すように変調電流にオーバシュート
とアンダーシュートを生じさせることができる。
て、ＶＣＳＥＬに流れる変調電流の波形は、電圧増幅器
３の周波数特性を反映している。図２は、電圧増幅器３
の周波数特性の一例を示し、周波数ｆpにピーキングを
持たせている。なおｆchは高域遮断周波数(high-freque
ncy cut-off frequency)である。このピーキングによっ
て、図３（ａ）に示すように変調電流にオーバシュート
とアンダーシュートを生じさせることができる。
【００１５】上記電圧増幅器３の出力を、バイアス電流
Ｉbiasが供給されているＶＣＳＥＬにＡＣ結合すると、
ＶＣＳＥＬの駆動電流波形は図３（ｂ）のようになる。
なお、図１に示す半導体レーザ駆動回路は、変調電流を
ＡＣ結合でバイアス電流に重畳するため、ＶＣＳＥＬを
変調する信号パターンのマーク率は１／２であることが
要求される。
Ｉbiasが供給されているＶＣＳＥＬにＡＣ結合すると、
ＶＣＳＥＬの駆動電流波形は図３（ｂ）のようになる。
なお、図１に示す半導体レーザ駆動回路は、変調電流を
ＡＣ結合でバイアス電流に重畳するため、ＶＣＳＥＬを
変調する信号パターンのマーク率は１／２であることが
要求される。
【００１６】図１に示すＤＣバイアス電流供給回路１が
ＶＣＳＥＬに供給するバイアス電流をＩbias、変調電圧
振幅をＶｍ(peak-to-peak)、変調電流をＩｍ(peak-to-p
eak)、ＶＣＳＥＬのＤＣバイアス電流をＩdc、ＶＣＳＥ
Ｌの等価直列抵抗をＲeqとすると、 Ｉｍ＝Ｖｍ／（Ｒ＋Ｒeq） Ｉdc≒Ｉbias−Ｉｍ／２ となる。
ＶＣＳＥＬに供給するバイアス電流をＩbias、変調電圧
振幅をＶｍ(peak-to-peak)、変調電流をＩｍ(peak-to-p
eak)、ＶＣＳＥＬのＤＣバイアス電流をＩdc、ＶＣＳＥ
Ｌの等価直列抵抗をＲeqとすると、 Ｉｍ＝Ｖｍ／（Ｒ＋Ｒeq） Ｉdc≒Ｉbias−Ｉｍ／２ となる。
【００１７】消光から発光状態への遷移時は、変調電流
のオーバシュートによりＶＣＳＥＬの活性領域へのキャ
リアの注入が促進され、ＶＣＳＥＬの光出力の立ち上が
り時間を速くすることができる。また、変調電流をＡＣ
結合でバイアス電流に重畳したことによって、発光状態
から消光状態への遷移時は、変調電流のアンダーシュー
トによりＶＣＳＥＬに供給される電流がＶＣＳＥＬのし
きい値電流Ｉthよりも小さくなり、ＶＣＳＥＬの活性領
域内のキャリアの掃き出しが促進され、ＶＣＳＥＬの光
出力の立ち下がり時間が早くなる。なお、Ｉth（しきい
値電流）≒Ｉdc（ＤＣバイアス電流）である。
のオーバシュートによりＶＣＳＥＬの活性領域へのキャ
リアの注入が促進され、ＶＣＳＥＬの光出力の立ち上が
り時間を速くすることができる。また、変調電流をＡＣ
結合でバイアス電流に重畳したことによって、発光状態
から消光状態への遷移時は、変調電流のアンダーシュー
トによりＶＣＳＥＬに供給される電流がＶＣＳＥＬのし
きい値電流Ｉthよりも小さくなり、ＶＣＳＥＬの活性領
域内のキャリアの掃き出しが促進され、ＶＣＳＥＬの光
出力の立ち下がり時間が早くなる。なお、Ｉth（しきい
値電流）≒Ｉdc（ＤＣバイアス電流）である。
【００１８】変調電流のオーバシュート量とアンダーシ
ュート量は、電圧増幅器３の周波数特性のピーキング周
波数ｆpとピーキング利得Ｇpを制御することにより調整
できる。また、電圧増幅器３の後段にフィルタを挿入
し、このフィルタにより周波数特性にピーキングを持た
せることもできる。
ュート量は、電圧増幅器３の周波数特性のピーキング周
波数ｆpとピーキング利得Ｇpを制御することにより調整
できる。また、電圧増幅器３の後段にフィルタを挿入
し、このフィルタにより周波数特性にピーキングを持た
せることもできる。
【００１９】変調電流の電流値の調整は、電圧増幅器３
の利得を利得調整回路４にて可変し、利得を増減するこ
とで行うことができる。また、電圧増幅器３の後段に配
置した減衰器７の減衰量を可変とすることでも実現でき
る。
の利得を利得調整回路４にて可変し、利得を増減するこ
とで行うことができる。また、電圧増幅器３の後段に配
置した減衰器７の減衰量を可変とすることでも実現でき
る。
【００２０】なお、電圧増幅器３の帯域幅を周波数帯域
調整回路６にて可変することで、変調電流の立ち上がり
および立ち下がり時間を制御することができる。これ
は、変調電流の立ち上がりおよび立ち下がり時間を特に
遅くしたい場合に有効である。また、電圧増幅器３の後
段にローパスフィルタを挿入し、このフィルタの帯域幅
を可変とすることでも調整できる。
調整回路６にて可変することで、変調電流の立ち上がり
および立ち下がり時間を制御することができる。これ
は、変調電流の立ち上がりおよび立ち下がり時間を特に
遅くしたい場合に有効である。また、電圧増幅器３の後
段にローパスフィルタを挿入し、このフィルタの帯域幅
を可変とすることでも調整できる。
【００２１】高速で動作する回路においては、電圧増幅
器３からＶＣＳＥＬまでの信号ラインの特性インピーダ
ンスを電圧増幅器３の出力インピーダンスに等しくし、
ＶＣＳＥＬ近傍で電圧増幅器３の出力インピーダンスに
等しいインピーダンスで終端する必要がある。
器３からＶＣＳＥＬまでの信号ラインの特性インピーダ
ンスを電圧増幅器３の出力インピーダンスに等しくし、
ＶＣＳＥＬ近傍で電圧増幅器３の出力インピーダンスに
等しいインピーダンスで終端する必要がある。
【００２２】ファブリペロータイプの半導体レーザで
は、等価直列抵抗が２〜４Ω程度のごく狭い範囲に分布
しているので、特性インピーダンスを５０Ωとするため
には、図１の直列抵抗Ｒを４７Ω程度にすれば良い。と
ころが、ＶＣＳＥＬでは、その等価直列抵抗は通常２０
〜５０Ωと広範囲にばらついている。このため、ＶＣＳ
ＥＬを使用した場合には、電圧増幅器３の出力インピー
ダンスと電圧増幅器３の出力からＶＣＳＥＬまでのパタ
ーンの特性インピーダンスをある値Ｚoに設定したとし
ても、ＶＣＳＥＬ素子により等価直列抵抗がばらつくた
め、直列抵抗Ｒを特定の抵抗値をもつ固定抵抗器とする
とインピーダンス不整合を生じることになる。
は、等価直列抵抗が２〜４Ω程度のごく狭い範囲に分布
しているので、特性インピーダンスを５０Ωとするため
には、図１の直列抵抗Ｒを４７Ω程度にすれば良い。と
ころが、ＶＣＳＥＬでは、その等価直列抵抗は通常２０
〜５０Ωと広範囲にばらついている。このため、ＶＣＳ
ＥＬを使用した場合には、電圧増幅器３の出力インピー
ダンスと電圧増幅器３の出力からＶＣＳＥＬまでのパタ
ーンの特性インピーダンスをある値Ｚoに設定したとし
ても、ＶＣＳＥＬ素子により等価直列抵抗がばらつくた
め、直列抵抗Ｒを特定の抵抗値をもつ固定抵抗器とする
とインピーダンス不整合を生じることになる。
【００２３】個々のＶＣＳＥＬ素子の等価直列抵抗の値
に合わせて直列抵抗Ｒの値を変えることは、個々の素子
の等価直列抵抗の値の測定等の工数を考慮すると現実的
では無い。そこで、電圧増幅器３の後段に減衰器７を挿
入することにより、インピーダンス不整合を抑制するこ
とができる。これによりＶＣＳＥＬ素子の特性のばらつ
きから生じるインピーダンス不整合による反射を抑制す
ることができ、光出力波形の劣化を改善することができ
る。その結果、図４に示す様にアイパターンが規定のア
イマスクを満足できる。
に合わせて直列抵抗Ｒの値を変えることは、個々の素子
の等価直列抵抗の値の測定等の工数を考慮すると現実的
では無い。そこで、電圧増幅器３の後段に減衰器７を挿
入することにより、インピーダンス不整合を抑制するこ
とができる。これによりＶＣＳＥＬ素子の特性のばらつ
きから生じるインピーダンス不整合による反射を抑制す
ることができ、光出力波形の劣化を改善することができ
る。その結果、図４に示す様にアイパターンが規定のア
イマスクを満足できる。
【００２４】変調電流のオーバシュートとアンダーシュ
ートは、微分回路により形成することもできる。図５
は、その微分回路を利用した半導体レーザ駆動回路の構
成例を示す。
ートは、微分回路により形成することもできる。図５
は、その微分回路を利用した半導体レーザ駆動回路の構
成例を示す。
【００２５】ＶＣＳＥＬ素子１７にＤＣバイアス電流供
給回路１１から直流バイアス電流が供給される。入力デ
ータは、差動入力ＴＸ＋，ＴＸ−からＰＥＣＬ入力バッ
ファ１２を介して入力され、遅延回路１３にて遅延され
て変調電流駆動回路１４にて入力データ波形に応じた変
調電流を出力する。また、ＰＥＣＬ入力バッファ１２か
らの並列出力は、遅延回路１５にて遅延されて微分回路
１６にて入力データ波形に応じた微分波形として生成さ
れ、変調電流駆動回路１４からの変調電流に重畳され、
直流バイアス電流と共にＶＣＳＥＬ素子１７に印加され
る。
給回路１１から直流バイアス電流が供給される。入力デ
ータは、差動入力ＴＸ＋，ＴＸ−からＰＥＣＬ入力バッ
ファ１２を介して入力され、遅延回路１３にて遅延され
て変調電流駆動回路１４にて入力データ波形に応じた変
調電流を出力する。また、ＰＥＣＬ入力バッファ１２か
らの並列出力は、遅延回路１５にて遅延されて微分回路
１６にて入力データ波形に応じた微分波形として生成さ
れ、変調電流駆動回路１４からの変調電流に重畳され、
直流バイアス電流と共にＶＣＳＥＬ素子１７に印加され
る。
【００２６】図６は微分回路１６の構成の一例を示す。
入力バッファＢｉを介して入力された信号は、コンデン
サＣｄおよび抵抗Ｒｄにて構成される微分回路で微分波
形となり、出力バッファＢｏを介して出力される。
入力バッファＢｉを介して入力された信号は、コンデン
サＣｄおよび抵抗Ｒｄにて構成される微分回路で微分波
形となり、出力バッファＢｏを介して出力される。
【００２７】図７（ａ）は、上記入力データの波形を示
し、遅延回路１３によって時間ｔｄ遅れて、変調電流駆
動回路１４では７（ｂ）に示す変調電流波形となる。微
分回路１６では図７（ｃ）に示す微分波形の電流が生成
され、これを図７（ｂ）の変調電流およびＤＣバイアス
電流供給回路１１からのバイアス電流に重畳することに
より、ＶＣＳＥＬ素子１７の駆動電流は図７（ｄ）に示
す波形となる。
し、遅延回路１３によって時間ｔｄ遅れて、変調電流駆
動回路１４では７（ｂ）に示す変調電流波形となる。微
分回路１６では図７（ｃ）に示す微分波形の電流が生成
され、これを図７（ｂ）の変調電流およびＤＣバイアス
電流供給回路１１からのバイアス電流に重畳することに
より、ＶＣＳＥＬ素子１７の駆動電流は図７（ｄ）に示
す波形となる。
【００２８】ＶＣＳＥＬ素子１７の消光から発光状態へ
の遷移時は、変調電流のオーバシュートによりＶＣＳＥ
Ｌの活性領域へのキャリアの注入が促進され、ＶＣＳＥ
Ｌの光出力の立ち上がり時間を速くすることができる。
また、発光状態から消光状態への遷移時は、変調電流の
アンダーシュートによりＶＣＳＥＬに供給される電流が
ＶＣＳＥＬのしきい値電流Ｉthよりも小さくなり、ＶＣ
ＳＥＬの活性領域内のキャリアの掃き出しが促進され、
ＶＣＳＥＬの光出力の立ち下がり時間が早くなる。
の遷移時は、変調電流のオーバシュートによりＶＣＳＥ
Ｌの活性領域へのキャリアの注入が促進され、ＶＣＳＥ
Ｌの光出力の立ち上がり時間を速くすることができる。
また、発光状態から消光状態への遷移時は、変調電流の
アンダーシュートによりＶＣＳＥＬに供給される電流が
ＶＣＳＥＬのしきい値電流Ｉthよりも小さくなり、ＶＣ
ＳＥＬの活性領域内のキャリアの掃き出しが促進され、
ＶＣＳＥＬの光出力の立ち下がり時間が早くなる。
【００２９】変調電流駆動回路１４により生成された変
調電流と微分回路１６により形成された微分電流との間
に位相差が生じる場合には、これを補償するために遅延
回路１３，１５を設ける。
調電流と微分回路１６により形成された微分電流との間
に位相差が生じる場合には、これを補償するために遅延
回路１３，１５を設ける。
【００３０】微分回路１６を構成する抵抗Ｒｄの値は、
半導体レーザ駆動回路中の抵抗値と同程度になるため、
微分回路の出力にバッファを挿入することが望ましい。
半導体レーザ駆動回路中の抵抗値と同程度になるため、
微分回路の出力にバッファを挿入することが望ましい。
【００３１】また、微分回路１６の後段または前段に、
可変減衰器を設けることで、オーバシュートおよびアン
ダーシュート量を可変とすることができる。
可変減衰器を設けることで、オーバシュートおよびアン
ダーシュート量を可変とすることができる。
【００３２】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の半導体レー
ザ駆動回路は、パルス変調信号波形にオーバシュートお
よびアンダーシュートを持たせることにより、面発光半
導体レーザの光出力波形の立ち上がりおよび立ち下がり
時間を短くし、アイパターンが所定のアイマスクを満足
することができる。
ザ駆動回路は、パルス変調信号波形にオーバシュートお
よびアンダーシュートを持たせることにより、面発光半
導体レーザの光出力波形の立ち上がりおよび立ち下がり
時間を短くし、アイパターンが所定のアイマスクを満足
することができる。
【図１】本発明の半導体レーザ駆動回路の構成図であ
る。
る。
【図２】電圧増幅器の周波数特性の一例を示す図であ
る。
る。
【図３】（ａ）は変調電流の波形を示し、（ｂ）はＶＣ
ＳＥＬの駆動電流波形を示す図である。
ＳＥＬの駆動電流波形を示す図である。
【図４】本発明の半導体レーザ駆動回路によるアイパタ
ーンを示す図である。
ーンを示す図である。
【図５】微分回路を利用した半導体レーザ駆動回路の構
成図である。
成図である。
【図６】微分回路の一例を示す図である。
【図７】（ａ）は入力データの波形、（ｂ）は変調電流
の波形、（ｃ）は微分波形、（ｄ）はＶＣＳＥＬ駆動電
流波形を示す図である。
の波形、（ｃ）は微分波形、（ｄ）はＶＣＳＥＬ駆動電
流波形を示す図である。
【図８】面発光半導体レーザ駆動回路の従来の構成図で
ある。
ある。
【図９】（ａ）は駆動電流波形、（ｂ）はＶＣＳＥＬ光
出力波形を示す図である。
出力波形を示す図である。
【図１０】従来の面発光半導体レーザ駆動回路によるア
イパターンを示す図である。
イパターンを示す図である。
１…ＤＣバイアス電流供給回路，２…ＰＥＣＬ入力バッ
ファ，３…電圧増幅器，４…利得調整回路，５…ピーキ
ング調整回路，６…周波数帯域調整回路，７…減衰器，
８…伝送線路。
ファ，３…電圧増幅器，４…利得調整回路，５…ピーキ
ング調整回路，６…周波数帯域調整回路，７…減衰器，
８…伝送線路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/04 10/06 (72)発明者 宇波 義春 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉工場内 Ｆターム(参考） 5F073 AB16 EA14 GA25 5K002 AA01 BA13 CA03 CA10 CA16
Claims (3)
- 【請求項１】 面発光半導体レーザにバイアス電流を供
給するバイアス電流供給回路と、 入力データをパルス変調信号として前記バイアス電流に
重畳する変調信号回路とを備え、 この変調信号回路の電圧増幅器が、周波数特性の高域部
にピーキングを有することを特徴とする半導体レーザ駆
動回路。 - 【請求項２】 前記バイアス電流供給回路の出力に、コ
ンデンサを介して前記変調信号回路からのパルス変調信
号を重畳することを特徴とする請求項１に記載の半導体
レーザ駆動回路。 - 【請求項３】 面発光半導体レーザにバイアス電流を供
給するバイアス電流供給回路と、 入力データをパルス変調信号として前記バイアス電流に
重畳する変調信号回路と、 このパルス変調信号を微分して、その微分波形を前記パ
ルス変調信号の立ち上がり部および立ち下がり部に重畳
する微分回路とを具備することを特徴とする半導体レー
ザ駆動回路。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP10312341A JP2000138415A (ja) | 1998-11-02 | 1998-11-02 | 半導体レーザ駆動回路 |
| US09/431,281 US6597209B2 (en) | 1998-11-02 | 1999-11-01 | Semiconductor laser driving circuit |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP10312341A JP2000138415A (ja) | 1998-11-02 | 1998-11-02 | 半導体レーザ駆動回路 |
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1998
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1999
- 1999-11-01 US US09/431,281 patent/US6597209B2/en not_active Expired - Lifetime
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