JP2000294871A - 半導体レーザ制御方法および半導体レーザ制御装置 - Google Patents
半導体レーザ制御方法および半導体レーザ制御装置Info
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/125—Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
- G11B7/126—Circuits, methods or arrangements for laser control or stabilisation
Abstract
(57)【要約】
【課題】 温度変化あるいは寿命劣化による半導体レー
ザの特性変化があった場合でも、半導体レーザの出射パ
ワーを所望の値に精度よく安定化させることを可能にす
る。 【解決手段】 半導体レーザ１の特性を半導体レーザ特
性検出手段７により測定し、その結果から求めた閾値電
流と微分量子効率に基づいて目標値３を目標値補正手段
４によって補正する。パワー制御手段５は、補正された
目標値をパワー検出手段２の出力と比較することにより
半導体レーザ１を制御し、温度あるいは寿命劣化により
半導体レーザ１の閾値電流あるいは微分量子効率が変化
しても、所望の半導体レーザ１の出射パワーを高い精度
で得ることを可能にする。
ザの特性変化があった場合でも、半導体レーザの出射パ
ワーを所望の値に精度よく安定化させることを可能にす
る。 【解決手段】 半導体レーザ１の特性を半導体レーザ特
性検出手段７により測定し、その結果から求めた閾値電
流と微分量子効率に基づいて目標値３を目標値補正手段
４によって補正する。パワー制御手段５は、補正された
目標値をパワー検出手段２の出力と比較することにより
半導体レーザ１を制御し、温度あるいは寿命劣化により
半導体レーザ１の閾値電流あるいは微分量子効率が変化
しても、所望の半導体レーザ１の出射パワーを高い精度
で得ることを可能にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザを光
源として用いて光学的情報記憶媒体に対する情報の記録
もしくは再生を行う装置において、半導体レーザにおけ
る出射パワーの出力安定化を行う制御方法および制御装
置に関する。
源として用いて光学的情報記憶媒体に対する情報の記録
もしくは再生を行う装置において、半導体レーザにおけ
る出射パワーの出力安定化を行う制御方法および制御装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ光源を用いて光学的情報記憶媒体
に情報の再生もしくは記録再生を行う装置では、小型
化，低消費電力化および量産性の向上などを図る目的か
ら、その光源として半導体レーザが用いられている。
に情報の再生もしくは記録再生を行う装置では、小型
化，低消費電力化および量産性の向上などを図る目的か
ら、その光源として半導体レーザが用いられている。
【０００３】半導体レーザの電流−光出力特性を図９に
示す。半導体レーザがレーザとして発振を開始し出力パ
ワーが出始める電流を閾値電流Ｉthといい、また閾値電
流Ｉ th以上での駆動電流に対する光出力の効率を微分量
子効率ηという。この特性は非常に不安定であるため、
通常、半導体レーザの出射パワーを検出して半導体レー
ザの駆動回路に帰還をかけることにより、出力パワーを
安定化させる制御が行われている。
示す。半導体レーザがレーザとして発振を開始し出力パ
ワーが出始める電流を閾値電流Ｉthといい、また閾値電
流Ｉ th以上での駆動電流に対する光出力の効率を微分量
子効率ηという。この特性は非常に不安定であるため、
通常、半導体レーザの出射パワーを検出して半導体レー
ザの駆動回路に帰還をかけることにより、出力パワーを
安定化させる制御が行われている。
【０００４】図８は従来の半導体レーザ制御装置の概略
構成を示すブロック図である。図８において、３１は半
導体レーザ、３２は半導体レーザ３１から出射されるパ
ワーを検出するためのパワー検出手段、３３は出射パワ
ーの目標値、３４は、パワー検出手段３２の出力値と目
標値３３を比較することにより、半導体レーザ３１の出
射パワーを所望のパワーに制御するためのパワー制御手
段、３５はＣＰＵ、３６は制御信号である。
構成を示すブロック図である。図８において、３１は半
導体レーザ、３２は半導体レーザ３１から出射されるパ
ワーを検出するためのパワー検出手段、３３は出射パワ
ーの目標値、３４は、パワー検出手段３２の出力値と目
標値３３を比較することにより、半導体レーザ３１の出
射パワーを所望のパワーに制御するためのパワー制御手
段、３５はＣＰＵ、３６は制御信号である。
【０００５】このように構成された半導体レーザ制御装
置の動作原理について説明する。ここで半導体レーザ３
１の出射パワーをＰout、パワー検出手段３２における
検出感度をＫ、パワー検出手段３２の出力信号をＸ、目
標値３３をＲＥＦ、パワー制御手段３４において目標値
３３からパワー検出手段３２の出力信号Ｘを引いて得ら
れる誤差信号をＹ、パワー制御手段３４の増幅率をＧ、
パワー制御手段３４の出力電流をＩとする。そして、直
流のみに着目して帰還ループを構成すると、
置の動作原理について説明する。ここで半導体レーザ３
１の出射パワーをＰout、パワー検出手段３２における
検出感度をＫ、パワー検出手段３２の出力信号をＸ、目
標値３３をＲＥＦ、パワー制御手段３４において目標値
３３からパワー検出手段３２の出力信号Ｘを引いて得ら
れる誤差信号をＹ、パワー制御手段３４の増幅率をＧ、
パワー制御手段３４の出力電流をＩとする。そして、直
流のみに着目して帰還ループを構成すると、
【０００６】
【数１】
【０００７】
【数２】
【０００８】
【数３】
【０００９】
【数４】
【００１０】が成り立つ。（数１），（数２），（数
３），（数４）からＸ，Ｙ，Ｉを消去し、Ｐoutについ
て解くと、
３），（数４）からＸ，Ｙ，Ｉを消去し、Ｐoutについ
て解くと、
【００１１】
【数５】
【００１２】が得られる。
【００１３】一般に、線形的な帰還制御系では（数５）
の右辺第２項のみが制御系の定常偏差として存在する。
しかしながら、半導体レーザ３１は図９に示すような電
流−光出力特性をしており、閾値電流Ｉthにより、（数
５）の右辺第３項をもたらすこととなる。（数５）を目
標値ＲＥＦについて解くと、
の右辺第２項のみが制御系の定常偏差として存在する。
しかしながら、半導体レーザ３１は図９に示すような電
流−光出力特性をしており、閾値電流Ｉthにより、（数
５）の右辺第３項をもたらすこととなる。（数５）を目
標値ＲＥＦについて解くと、
【００１４】
【数６】
【００１５】となる。ここでＨは補正項で、
【数７】 である。
【００１６】したがって、所望のパワーを得るためには
（数６）および（数７）により決定する目標値（ＲＥ
Ｆ）に設定すればよいことがわかる。従来では（数６）
および（数７）により目標値を求めるのではなく、製造
時の工程において行われるパワー調整によって半導体レ
ーザの出射パワーＰoutが、結果として所望のパワーに
なるように目標値を合わせ込むことにより求めていた。
（数６）および（数７）により決定する目標値（ＲＥ
Ｆ）に設定すればよいことがわかる。従来では（数６）
および（数７）により目標値を求めるのではなく、製造
時の工程において行われるパワー調整によって半導体レ
ーザの出射パワーＰoutが、結果として所望のパワーに
なるように目標値を合わせ込むことにより求めていた。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
制御方法では、半導体レーザの動作温度変化あるいは劣
化によってＩthあるいはηが変動すると、出力パワーの
誤差が発生するという基本的な問題を有していた。
制御方法では、半導体レーザの動作温度変化あるいは劣
化によってＩthあるいはηが変動すると、出力パワーの
誤差が発生するという基本的な問題を有していた。
【００１８】半導体レーザの動作温度が温度Ｔ１からＴ
２に上昇すると、図９の電流−光出力特性に示すよう
に、閾値電流Ｉthは増加し、微分量子効率ηは低下す
る。（数７）の補正項Ｈは閾値電流Ｉthと微分量子効率
ηを含むため、補正項Ｈの値が変わってしまう。したが
って、（数６）も変わることになり、結局、半導体レー
ザ３１の出射パワーＰoutが変動する。
２に上昇すると、図９の電流−光出力特性に示すよう
に、閾値電流Ｉthは増加し、微分量子効率ηは低下す
る。（数７）の補正項Ｈは閾値電流Ｉthと微分量子効率
ηを含むため、補正項Ｈの値が変わってしまう。したが
って、（数６）も変わることになり、結局、半導体レー
ザ３１の出射パワーＰoutが変動する。
【００１９】（数６）による目標値の合わせ込みは製造
時の工程において行われるため、（数７）の補正項Ｈは
調整時の値である。工程調整時の半導体レーザの閾値電
流をＩth1、微分量子効率をη1、調整時の半導体レーザ
の出射パワーをＰout1、補正項をＨ1とすると、所定の
値（ＲＥＦ1）は（数６）および（数７）から、
時の工程において行われるため、（数７）の補正項Ｈは
調整時の値である。工程調整時の半導体レーザの閾値電
流をＩth1、微分量子効率をη1、調整時の半導体レーザ
の出射パワーをＰout1、補正項をＨ1とすると、所定の
値（ＲＥＦ1）は（数６）および（数７）から、
【００２０】
【数８】
【００２１】および
【数９】 となる。（数８）および（数９）をＰout1について解く
と、
と、
【数１０】 が得られる。
【００２２】一方、工程調整時とは違う温度条件あるい
は長時間動作による寿命劣化によって半導体レーザの特
性は変化する。このときの閾値電流をＩth2、微分量子
効率をη2とする。この場合の半導体レーザの出射パワ
ーＰout2は、（数１０）のＩt h1とη1を、それぞれＩ
th2とη2に入れ替えることによって得られ、
は長時間動作による寿命劣化によって半導体レーザの特
性は変化する。このときの閾値電流をＩth2、微分量子
効率をη2とする。この場合の半導体レーザの出射パワ
ーＰout2は、（数１０）のＩt h1とη1を、それぞれＩ
th2とη2に入れ替えることによって得られ、
【００２３】
【数１１】
【００２４】となる。ここで、Ｐout1に対するＰout2の
出射パワー誤差ΔＰ＝（Ｐout2−Ｐou t1）をとると、
出射パワー誤差ΔＰ＝（Ｐout2−Ｐou t1）をとると、
【００２５】
【数１２】
【００２６】となる。トータルループゲインであるＧ・
η1・ＫとＧ・η2・Ｋは１より十分大きい値に設定され
るため、
η1・ＫとＧ・η2・Ｋは１より十分大きい値に設定され
るため、
【数１３】
【数１４】
【００２７】の近似が行える。これを（数１２）に適用
すると、ΔＰとして、
すると、ΔＰとして、
【００２８】
【数１５】
【００２９】が得られる。
【００３０】一例として波長６５０ｎｍの半導体レーザ
について出射パワー誤差ΔＰを求める。ここでは、工程
調整を２５℃で行うとし、その時の閾値電流をＩth1、
微分量子効率をη1とする。一方、実際の動作は６０℃
で行うとし、その時の閾値電流をＩth2、微分量子効率
をη2とする。代表的な温度変化として数値を上げる
と、
について出射パワー誤差ΔＰを求める。ここでは、工程
調整を２５℃で行うとし、その時の閾値電流をＩth1、
微分量子効率をη1とする。一方、実際の動作は６０℃
で行うとし、その時の閾値電流をＩth2、微分量子効率
をη2とする。代表的な温度変化として数値を上げる
と、
【００３１】
【数１６】
【００３２】
【数１７】
【００３３】
【数１８】
【００３４】
【数１９】
【００３５】である。工程調整時のトータルループゲイ
ンＧ・η1・Ｋを、
ンＧ・η1・Ｋを、
【００３６】
【数２０】
【００３７】とすると、Ｇ・Ｋは（数１７）、（数２
０）より、
０）より、
【００３８】
【数２１】
【００３９】となる。このときのΔＰを算出すると、
【００４０】
【数２２】
【００４１】となり、半導体レーザ出射パワーにおいて
−０．３５ｍＷもの誤差が生じることがわかる。
−０．３５ｍＷもの誤差が生じることがわかる。
【００４２】なお、ここではパワー制御手段３４の増幅
率Ｇを一定としたが、トータルループゲインであるＧ・
η・Ｋが一定になるように、ηの値に応じてＧを変える
制御方法もある。この場合、工程調整時のパワー制御手
段３４の増幅率をＧ1とし、工程調整時とは違う温度条
件あるいは長時間動作による寿命劣化により半導体レー
ザの特性が変化した状態におけるパワー制御手段３４の
増幅率をＧ2とし、またトータルループゲインを一定の
値Ａとすると、
率Ｇを一定としたが、トータルループゲインであるＧ・
η・Ｋが一定になるように、ηの値に応じてＧを変える
制御方法もある。この場合、工程調整時のパワー制御手
段３４の増幅率をＧ1とし、工程調整時とは違う温度条
件あるいは長時間動作による寿命劣化により半導体レー
ザの特性が変化した状態におけるパワー制御手段３４の
増幅率をＧ2とし、またトータルループゲインを一定の
値Ａとすると、
【００４３】
【数２３】
【００４４】
【数２４】
【００４５】が成り立つ。ここで、パワー検出手段３２
における検出感度Ｋは固定値であるため、結果としては
微分量子効率η1，η2に応じてＧ1，Ｇ2を変化させてい
る。この状態において、出射パワー誤差ΔＰを求める
と、
における検出感度Ｋは固定値であるため、結果としては
微分量子効率η1，η2に応じてＧ1，Ｇ2を変化させてい
る。この状態において、出射パワー誤差ΔＰを求める
と、
【００４６】
【数２５】
【００４７】となる。この（数２５）に、波長６５０ｎ
ｍの半導体レーザの前記値（数１６），（数１７），
（数１８），（数１９）、およびトータルループゲイン
Ａの値、
ｍの半導体レーザの前記値（数１６），（数１７），
（数１８），（数１９）、およびトータルループゲイン
Ａの値、
【００４８】
【数２６】
【００４９】を入れると、
【数２７】 となり、（数２２）よりも改善されるものの、依然とし
て−０．２５ｍＷもの誤差を生じることがわかる。
て−０．２５ｍＷもの誤差を生じることがわかる。
【００５０】また、本例では温度による半導体レーザの
特性変化を例に挙げたが、経年使用による寿命劣化でも
同様な閾値電流Ｉth、および微分量子効率ηの変化が起
こるため、同じ理由により出射パワー誤差を生じてしま
う。
特性変化を例に挙げたが、経年使用による寿命劣化でも
同様な閾値電流Ｉth、および微分量子効率ηの変化が起
こるため、同じ理由により出射パワー誤差を生じてしま
う。
【００５１】このように、従来の制御方法では温度変化
あるいは寿命劣化に対して安定したパワー制御ができな
いという問題を有していた。
あるいは寿命劣化に対して安定したパワー制御ができな
いという問題を有していた。
【００５２】本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑
みなされたものであり、温度変化あるいは寿命劣化によ
る半導体レーザの特性変化があった場合でも、半導体レ
ーザの出射パワーを所望の値に精度よく安定化させるこ
とが可能な半導体レーザ制御方法および半導体レーザ制
御装置を提供することを目的とする。
みなされたものであり、温度変化あるいは寿命劣化によ
る半導体レーザの特性変化があった場合でも、半導体レ
ーザの出射パワーを所望の値に精度よく安定化させるこ
とが可能な半導体レーザ制御方法および半導体レーザ制
御装置を提供することを目的とする。
【００５３】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、半導体レーザの出射パワーを検出するパ
ワー検出手段と、このパワー検出手段の出力値と目標値
とを比較することにより半導体レーザの出射パワーを所
望のパワーに制御するパワー制御手段と、前記目標値を
補正する目標値補正手段とを備え、この目標値補正手段
により半導体レーザの閾値電流と微分量子効率などに基
づいて目標値を補正することにより、半導体レーザの出
射パワー調整後に半導体レーザの閾値電流と微分量子効
率が変化しても、所望の半導体レーザの出射パワーを高
い精度で得ることができる。
め、本発明は、半導体レーザの出射パワーを検出するパ
ワー検出手段と、このパワー検出手段の出力値と目標値
とを比較することにより半導体レーザの出射パワーを所
望のパワーに制御するパワー制御手段と、前記目標値を
補正する目標値補正手段とを備え、この目標値補正手段
により半導体レーザの閾値電流と微分量子効率などに基
づいて目標値を補正することにより、半導体レーザの出
射パワー調整後に半導体レーザの閾値電流と微分量子効
率が変化しても、所望の半導体レーザの出射パワーを高
い精度で得ることができる。
【００５４】また、温度検出手段を備え、半導体レーザ
の温度変化に応じて半導体レーザの閾値電流と微分量子
効率を検出して目標値の補正を行うことにより、温度変
化に対しても所望の半導体レーザの出射パワーを高い精
度で得ることができる。
の温度変化に応じて半導体レーザの閾値電流と微分量子
効率を検出して目標値の補正を行うことにより、温度変
化に対しても所望の半導体レーザの出射パワーを高い精
度で得ることができる。
【００５５】さらに、半導体レーザ動作時間計測手段を
備え、半導体レーザの動作経時に応じて半導体レーザの
閾値電流と微分量子効率を検出して、目標値の補正を行
うことにより、寿命劣化に対しても所望する半導体レー
ザの出射パワーを高い精度で得ることができる。
備え、半導体レーザの動作経時に応じて半導体レーザの
閾値電流と微分量子効率を検出して、目標値の補正を行
うことにより、寿命劣化に対しても所望する半導体レー
ザの出射パワーを高い精度で得ることができる。
【００５６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
る半導体レーザ制御装置について図面を参照しながら説
明する。
る半導体レーザ制御装置について図面を参照しながら説
明する。
【００５７】図１は本発明の第１実施形態を説明するた
めの半導体レーザ制御装置の概略構成を示すブロック図
である。
めの半導体レーザ制御装置の概略構成を示すブロック図
である。
【００５８】図１において、１は半導体レーザ、２はパ
ワー検出手段、３は目標値、４は目標値補正手段、５は
パワー制御手段、６は切換手段、７は半導体レーザ特性
検出手段、８は半導体レーザ特性データ、９はＣＰＵ
（中央演算処理ユニット）、１０，１１，１２はＣＰＵ
９から出力される制御信号である。
ワー検出手段、３は目標値、４は目標値補正手段、５は
パワー制御手段、６は切換手段、７は半導体レーザ特性
検出手段、８は半導体レーザ特性データ、９はＣＰＵ
（中央演算処理ユニット）、１０，１１，１２はＣＰＵ
９から出力される制御信号である。
【００５９】図２，図３を参照して第１実施形態の動作
を説明する。図２は第１実施形態における主動作手順を
示すフローチャート、図３は半導体レーザ特性検出手段
の動作手順を示すフローチャートである。
を説明する。図２は第１実施形態における主動作手順を
示すフローチャート、図３は半導体レーザ特性検出手段
の動作手順を示すフローチャートである。
【００６０】まず最初に、半導体レーザ１の特性を検出
する動作（Ｓ１０１）を行う。ＣＰＵ９から出力する制
御信号１０，制御信号１１により半導体レーザ特性検出
手段７とパワー制御手段５を共に停止状態にし、また制
御信号１２により切換手段６において半導体レーザ特性
検出手段７の出力を半導体レーザ１に接続する。制御信
号１０にて半導体レーザ特性検出手段７の動作を開始さ
せる。そして、最初に半導体レーザへの駆動電流Ｉを
「０」にする（Ｓ２０１）。
する動作（Ｓ１０１）を行う。ＣＰＵ９から出力する制
御信号１０，制御信号１１により半導体レーザ特性検出
手段７とパワー制御手段５を共に停止状態にし、また制
御信号１２により切換手段６において半導体レーザ特性
検出手段７の出力を半導体レーザ１に接続する。制御信
号１０にて半導体レーザ特性検出手段７の動作を開始さ
せる。そして、最初に半導体レーザへの駆動電流Ｉを
「０」にする（Ｓ２０１）。
【００６１】次に駆動電流Ｉを一定量ΔＩ増加させる
（Ｓ２０２）。そのときのパワー検出手段２の出力信号
Ｖを読み取り、駆動電流と共に保存する（Ｓ２０３）。
パワー検出手段２の出力信号から半導体レーザ１の出射
パワーを求め、所望の目標パワーより大きいか否かを判
断する（Ｓ２０４）。小さければステップＳ２０２に戻
り、駆動電流Ｉを増加させていく。大きければ駆動電流
Ｉを「０」にし（Ｓ２０５）、保存した前記Ｉ，Ｖに基
づいて半導体レーザ１の閾値電流Ｉth，微分量子効率η
を算出する（Ｓ２０６）。このようにして、半導体レー
ザ１の特性が求まれば、制御信号１０により半導体レー
ザ特性検出手段７は動作を停止する。
（Ｓ２０２）。そのときのパワー検出手段２の出力信号
Ｖを読み取り、駆動電流と共に保存する（Ｓ２０３）。
パワー検出手段２の出力信号から半導体レーザ１の出射
パワーを求め、所望の目標パワーより大きいか否かを判
断する（Ｓ２０４）。小さければステップＳ２０２に戻
り、駆動電流Ｉを増加させていく。大きければ駆動電流
Ｉを「０」にし（Ｓ２０５）、保存した前記Ｉ，Ｖに基
づいて半導体レーザ１の閾値電流Ｉth，微分量子効率η
を算出する（Ｓ２０６）。このようにして、半導体レー
ザ１の特性が求まれば、制御信号１０により半導体レー
ザ特性検出手段７は動作を停止する。
【００６２】以上で半導体レーザ１の特性を検出する動
作（Ｓ１０１）は終了する。
作（Ｓ１０１）は終了する。
【００６３】次に、目標値補正の動作（Ｓ１０２）を行
う。目標値３は所望する半導体レーザ１の出射パワーＰ
desiredにパワー検出手段２の検出感度Ｋを掛けた値、
う。目標値３は所望する半導体レーザ１の出射パワーＰ
desiredにパワー検出手段２の検出感度Ｋを掛けた値、
【００６４】
【数２８】
【００６５】を与えておく。目標値補正手段４では、半
導体レーザ特性データ８にて送られた半導体レーザ１の
閾値電流Ｉthと微分量子効率ηに基づいて（数７）のＰ
outをＰdesiredに置き換えることによって求められる補
正項Ｈを算出し、目標値３に加算する。その結果、前記
（数６）により補正された目標値ＲＥＦは、
導体レーザ特性データ８にて送られた半導体レーザ１の
閾値電流Ｉthと微分量子効率ηに基づいて（数７）のＰ
outをＰdesiredに置き換えることによって求められる補
正項Ｈを算出し、目標値３に加算する。その結果、前記
（数６）により補正された目標値ＲＥＦは、
【数２９】 として求られる。このＲＥＦをパワー制御手段５に出力
し、目標値補正の動作（Ｓ１０２）は終了する。
し、目標値補正の動作（Ｓ１０２）は終了する。
【００６６】次に、パワー制御の動作を行う（Ｓ１０
３）。制御信号１２により切換手段６においてパワー制
御手段５の出力を半導体レーザ１に接続する。制御信号
１１に基づいてパワー制御手段５の動作を開始させる。
パワー制御手段５では、補正された目標値ＲＥＦからパ
ワー検出手段２の出力値を引いて誤差を求め、この誤差
をＧ倍増幅して半導体レーザ１を駆動する。このような
帰還ループが構成されると、前記（数５）が成り立つ。
（数５）のＲＥＦに（数２９）を代入すると、半導体レ
ーザ１の出射パワーＰoutは、
３）。制御信号１２により切換手段６においてパワー制
御手段５の出力を半導体レーザ１に接続する。制御信号
１１に基づいてパワー制御手段５の動作を開始させる。
パワー制御手段５では、補正された目標値ＲＥＦからパ
ワー検出手段２の出力値を引いて誤差を求め、この誤差
をＧ倍増幅して半導体レーザ１を駆動する。このような
帰還ループが構成されると、前記（数５）が成り立つ。
（数５）のＲＥＦに（数２９）を代入すると、半導体レ
ーザ１の出射パワーＰoutは、
【００６７】
【数３０】
【００６８】となり、所望したパワーＰdesiredを得る
ことができる（Ｓ１０３）。
ことができる（Ｓ１０３）。
【００６９】ステップＳ１０４では、制御信号１１によ
ってパワー制御動作の継続もしくは停止の判断を行い、
継続であればステップＳ１０３へ、停止であればステッ
プＳ１０５へ行く。
ってパワー制御動作の継続もしくは停止の判断を行い、
継続であればステップＳ１０３へ、停止であればステッ
プＳ１０５へ行く。
【００７０】最後に、ステップＳ１０５においてパワー
制御動作を停止させ、終了する。
制御動作を停止させ、終了する。
【００７１】このように、第１実施形態の半導体レーザ
制御装置では、パワー制御前に半導体レーザ１の特性を
検出して求めた閾値電流と微分量子効率に基づいて目標
値３を補正するものである。したがって、半導体レーザ
１の閾値電流あるいは微分量子効率が工程調整時から変
化しても、所望する出射パワーを精度よく得ることがで
きる。同時に、目標値３そのものは（数２８）の簡単な
関係式より求められるため、工程調整時の半導体レーザ
１の出射パワー以外に対する補正された目標値ＲＥＦを
簡単に求めることができ、目標値３に応じたパワー制御
を精度よく行うことができる。
制御装置では、パワー制御前に半導体レーザ１の特性を
検出して求めた閾値電流と微分量子効率に基づいて目標
値３を補正するものである。したがって、半導体レーザ
１の閾値電流あるいは微分量子効率が工程調整時から変
化しても、所望する出射パワーを精度よく得ることがで
きる。同時に、目標値３そのものは（数２８）の簡単な
関係式より求められるため、工程調整時の半導体レーザ
１の出射パワー以外に対する補正された目標値ＲＥＦを
簡単に求めることができ、目標値３に応じたパワー制御
を精度よく行うことができる。
【００７２】なお、第１実施形態の半導体レーザ制御装
置では、ステップＳ１０２において（数２９）を求めて
いるが、その際、トータルループゲインＡが一定値にな
るように半導体レーザ１の微分量子効率ηに応じて増幅
率Ｇを変えても、（数３０）の結果は変わることはな
い。したがって、第１実施形態は、帰還制御系の安定性
確保のためトータルループゲインＡをある定められた値
にしなくてはならいような場合でも有効である。
置では、ステップＳ１０２において（数２９）を求めて
いるが、その際、トータルループゲインＡが一定値にな
るように半導体レーザ１の微分量子効率ηに応じて増幅
率Ｇを変えても、（数３０）の結果は変わることはな
い。したがって、第１実施形態は、帰還制御系の安定性
確保のためトータルループゲインＡをある定められた値
にしなくてはならいような場合でも有効である。
【００７３】なおまた、第１実施形態の半導体レーザ制
御装置では、目標値が１つのみの構成としたが、目標値
の補正は、（数７）を見ればわかるように、所望する出
射パワーに依存しないため、目標値を少なくとも２つ以
上の構成とし、選択して目標値補正手段へ入力してもよ
い。その場合は、目標値の数に応じた出射パワーの多値
制御を容易に実現することができる。
御装置では、目標値が１つのみの構成としたが、目標値
の補正は、（数７）を見ればわかるように、所望する出
射パワーに依存しないため、目標値を少なくとも２つ以
上の構成とし、選択して目標値補正手段へ入力してもよ
い。その場合は、目標値の数に応じた出射パワーの多値
制御を容易に実現することができる。
【００７４】また、第１実施形態の半導体レーザ制御装
置では、半導体レーザ特性検出および目標値補正をパワ
ー制御動作の前に行うだけであるが、パワー制御動作中
に目標値３とパワー制御手段２の出力を比較し、許容さ
れる誤差内になければパワー制御動作を停止し、再度、
この手順を踏むことにより目標値の補正を行ってもよ
い。このことは、温度による半導体レーザの閾値電流，
微分量子効率の変動による出射パワー誤差を抑えるため
に有効である。
置では、半導体レーザ特性検出および目標値補正をパワ
ー制御動作の前に行うだけであるが、パワー制御動作中
に目標値３とパワー制御手段２の出力を比較し、許容さ
れる誤差内になければパワー制御動作を停止し、再度、
この手順を踏むことにより目標値の補正を行ってもよ
い。このことは、温度による半導体レーザの閾値電流，
微分量子効率の変動による出射パワー誤差を抑えるため
に有効である。
【００７５】またさらに、第１実施形態の半導体レーザ
制御装置では、半導体レーザ特性検出および目標値補正
をパワー制御動作の前に行うとしたが、最後に検出した
閾値電流および微分量子効率を保存しておき、この値に
基づいて補正をした目標値を用いて先にパワー制御をし
てもよい。この場合、パワー制御動作が安定したところ
で目標値３とパワー制御手段２の出力を比較し、許容さ
れる誤差内になければパワー制御動作を停止し、半導体
レーザ１の特性検出および目標値の補正を行った後、再
度パワー制御を動作すればよい。このことは、半導体レ
ーザ特性検出および目標値補正にかかる時間が、第１実
施形態の半導体レーザ制御装置を使用するシステムにお
いて問題となり、かつ補正のずれによって生じるパワー
精度の悪化を許容できる場合には有効である。
制御装置では、半導体レーザ特性検出および目標値補正
をパワー制御動作の前に行うとしたが、最後に検出した
閾値電流および微分量子効率を保存しておき、この値に
基づいて補正をした目標値を用いて先にパワー制御をし
てもよい。この場合、パワー制御動作が安定したところ
で目標値３とパワー制御手段２の出力を比較し、許容さ
れる誤差内になければパワー制御動作を停止し、半導体
レーザ１の特性検出および目標値の補正を行った後、再
度パワー制御を動作すればよい。このことは、半導体レ
ーザ特性検出および目標値補正にかかる時間が、第１実
施形態の半導体レーザ制御装置を使用するシステムにお
いて問題となり、かつ補正のずれによって生じるパワー
精度の悪化を許容できる場合には有効である。
【００７６】さらに、第１実施形態の半導体レーザ制御
装置では、半導体レーザ特性検出および目標値補正をパ
ワー制御動作の前に行うとしたが、目標値の補正をする
ことなく先にパワー制御を行ってもよい。この場合も同
様に、パワー制御動作が安定したところで目標値３とパ
ワー制御手段２の出力を比較し、許容される誤差内にな
ければパワー制御動作を停止し、半導体レーザ１の特性
検出および目標値の補正を行った後、再度パワー制御を
動作すればよい。このことは、半導体レーザ特性検出お
よび目標値補正にかかる時間が、第１実施形態の半導体
レーザ制御装置を使用するシステムにおいて問題とな
り、かつ補正のずれによって生じるパワー精度の悪化を
許容できる場合には有効である。
装置では、半導体レーザ特性検出および目標値補正をパ
ワー制御動作の前に行うとしたが、目標値の補正をする
ことなく先にパワー制御を行ってもよい。この場合も同
様に、パワー制御動作が安定したところで目標値３とパ
ワー制御手段２の出力を比較し、許容される誤差内にな
ければパワー制御動作を停止し、半導体レーザ１の特性
検出および目標値の補正を行った後、再度パワー制御を
動作すればよい。このことは、半導体レーザ特性検出お
よび目標値補正にかかる時間が、第１実施形態の半導体
レーザ制御装置を使用するシステムにおいて問題とな
り、かつ補正のずれによって生じるパワー精度の悪化を
許容できる場合には有効である。
【００７７】さらにまた、第１実施形態の半導体レーザ
制御装置では、図３に示した半導体レーザ特性の検出手
順において、半導体レーザへの駆動電流の増加方法が常
に一定の増分である必要はなく、例えばパワー検出手段
から信号が出るか出ないかによって増分量を変えてもよ
い。さらに、駆動電流は、結果として半導体レーザの電
流−光出力特性が得られるのであれば、どのような与え
方でも問題ない。また、駆動電流の停止条件が、図３の
ステップＳ２０４に示した内容である必要はなく、閾値
電流と微分量子効率が安定に求められれば、どのような
判定基準でも構わない。
制御装置では、図３に示した半導体レーザ特性の検出手
順において、半導体レーザへの駆動電流の増加方法が常
に一定の増分である必要はなく、例えばパワー検出手段
から信号が出るか出ないかによって増分量を変えてもよ
い。さらに、駆動電流は、結果として半導体レーザの電
流−光出力特性が得られるのであれば、どのような与え
方でも問題ない。また、駆動電流の停止条件が、図３の
ステップＳ２０４に示した内容である必要はなく、閾値
電流と微分量子効率が安定に求められれば、どのような
判定基準でも構わない。
【００７８】なお、半導体レーザの寿命劣化は温度変化
と同じ特性変化を示すため、第１実施形態の半導体レー
ザ制御装置は半導体レーザの寿命劣化に対しても有効で
ある。
と同じ特性変化を示すため、第１実施形態の半導体レー
ザ制御装置は半導体レーザの寿命劣化に対しても有効で
ある。
【００７９】図４は本発明の第２実施形態を説明するた
めの半導体レーザ制御装置の概略構成を示すブロック図
である。図４において、図１において説明した構成要素
と同じ構成要素には同じ符号を付して詳しい説明は省略
する。１３は半導体レーザ温度検出手段である。
めの半導体レーザ制御装置の概略構成を示すブロック図
である。図４において、図１において説明した構成要素
と同じ構成要素には同じ符号を付して詳しい説明は省略
する。１３は半導体レーザ温度検出手段である。
【００８０】図５は第２実施形態の構成要素の動作手順
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【００８１】まず最初に、ＣＰＵ９で半導体レーザ温度
検出手段１３より温度Ｔ１を読み取る。この温度Ｔ１
が、ステップＳ３０２において行われる半導体レーザ１
の特性を検出したときの温度となる（Ｓ３０１）。
検出手段１３より温度Ｔ１を読み取る。この温度Ｔ１
が、ステップＳ３０２において行われる半導体レーザ１
の特性を検出したときの温度となる（Ｓ３０１）。
【００８２】次に、図５においてステップＳ３０２，ス
テップＳ３０３，ステップＳ３０４が行われるが、これ
らは図２におけるステップＳ１０１，ステップＳ１０
２，ステップＳ１０３と同じ動作手順，内容であるため
説明は省略するが、結果として、所望の半導体レーザ１
の出射パワーを精度よく得ることができる。
テップＳ３０３，ステップＳ３０４が行われるが、これ
らは図２におけるステップＳ１０１，ステップＳ１０
２，ステップＳ１０３と同じ動作手順，内容であるため
説明は省略するが、結果として、所望の半導体レーザ１
の出射パワーを精度よく得ることができる。
【００８３】ステップＳ３０４においてパワー制御を行
った後、ＣＰＵ９により半導体レーザ温度検出手段１３
より温度Ｔ２を読み取る（Ｓ３０５）。
った後、ＣＰＵ９により半導体レーザ温度検出手段１３
より温度Ｔ２を読み取る（Ｓ３０５）。
【００８４】ここで、パワー制御動作時の温度Ｔ２が半
導体レーザ１の特性検出をしたときの温度Ｔ１と等しけ
れば、半導体レーザ１の特性は変わっていないと判断し
ステップＳ３０７へ進む。しかし、温度が等しくなけれ
ば半導体レーザ１の特性が変化したと判断し、ステップ
Ｓ３０８へ進む（Ｓ３０６）。
導体レーザ１の特性検出をしたときの温度Ｔ１と等しけ
れば、半導体レーザ１の特性は変わっていないと判断し
ステップＳ３０７へ進む。しかし、温度が等しくなけれ
ば半導体レーザ１の特性が変化したと判断し、ステップ
Ｓ３０８へ進む（Ｓ３０６）。
【００８５】ステップＳ３０８では、半導体レーザの特
性を再度検出するため、パワー制御を停止する。その
後、ステップＳ３０１へ戻り、再度半導体レーザ１の特
性に基づいて目標値を補正することにより、温度Ｔ２に
おいても所望の半導体レーザ１の出射パワーを精度よく
得ることができる。
性を再度検出するため、パワー制御を停止する。その
後、ステップＳ３０１へ戻り、再度半導体レーザ１の特
性に基づいて目標値を補正することにより、温度Ｔ２に
おいても所望の半導体レーザ１の出射パワーを精度よく
得ることができる。
【００８６】ステップＳ３０７では、制御信号１１によ
ってパワー制御動作の停止の判断を行い、継続であれば
ステップＳ３０４へ、また、停止であればステップＳ３
０９へ行く。
ってパワー制御動作の停止の判断を行い、継続であれば
ステップＳ３０４へ、また、停止であればステップＳ３
０９へ行く。
【００８７】最後に、ステップＳ３０９においてパワー
制御動作を停止させ、終了する。
制御動作を停止させ、終了する。
【００８８】このように、第２実施形態の半導体レーザ
制御装置では、パワー制御前に半導体レーザ１の特性を
検出して求めた閾値電流と微分量子効率に基づいて目標
値３を補正することに加え、パワー制御動作時の半導体
レーザ１の温度を常時検出し、その温度が現在使用して
いる目標値の補正を行ったときの温度と等しくなくなっ
たときには、再度、半導体レーザ１の特性を検出し、目
標値の補正を行おうとするものである。したがって、半
導体レーザ１の閾値電流あるいは微分量子効率が温度変
化しても、所望の出射パワーを精度よく得ることができ
る。
制御装置では、パワー制御前に半導体レーザ１の特性を
検出して求めた閾値電流と微分量子効率に基づいて目標
値３を補正することに加え、パワー制御動作時の半導体
レーザ１の温度を常時検出し、その温度が現在使用して
いる目標値の補正を行ったときの温度と等しくなくなっ
たときには、再度、半導体レーザ１の特性を検出し、目
標値の補正を行おうとするものである。したがって、半
導体レーザ１の閾値電流あるいは微分量子効率が温度変
化しても、所望の出射パワーを精度よく得ることができ
る。
【００８９】なお、第２実施形態の半導体レーザ制御装
置では、目標値が１つのみの構成としたが、目標値の補
正は（数７）を見ればわかるように、所望の出射パワー
に依存しないため、目標値を少なくとも２つ以上の構成
とし、選択して目標値補正手段へ入力してもよい。その
場合は、目標値の数に応じた出射パワーの多値制御が容
易に実現できる。
置では、目標値が１つのみの構成としたが、目標値の補
正は（数７）を見ればわかるように、所望の出射パワー
に依存しないため、目標値を少なくとも２つ以上の構成
とし、選択して目標値補正手段へ入力してもよい。その
場合は、目標値の数に応じた出射パワーの多値制御が容
易に実現できる。
【００９０】またさらに、第２実施形態の半導体レーザ
制御装置では、半導体レーザ特性検出および目標値補正
をパワー制御動作の前に行うとしたが、最後に検出した
閾値電流，微分量子効率、およびそのときの半導体レー
ザの温度を保存しておき、これらの値に基づいて補正を
した目標値を用いて先にパワー制御をしてもよい。この
場合、パワー制御動作が安定したところで目標値３とパ
ワー制御手段２の出力を比較し、許容される誤差内にな
ければパワー制御動作を停止し、半導体レーザ１の特性
検出，温度検出および目標値の補正を行った後、再度パ
ワー制御を動作すればよい。このことは、半導体レーザ
特性検出，温度検出および目標値補正にかかる時間が、
第２実施形態の半導体レーザ制御装置を使用するシステ
ムにおいて問題となり、かつ補正のずれによって生じる
パワー精度の悪化を許容できる場合には有効である。
制御装置では、半導体レーザ特性検出および目標値補正
をパワー制御動作の前に行うとしたが、最後に検出した
閾値電流，微分量子効率、およびそのときの半導体レー
ザの温度を保存しておき、これらの値に基づいて補正を
した目標値を用いて先にパワー制御をしてもよい。この
場合、パワー制御動作が安定したところで目標値３とパ
ワー制御手段２の出力を比較し、許容される誤差内にな
ければパワー制御動作を停止し、半導体レーザ１の特性
検出，温度検出および目標値の補正を行った後、再度パ
ワー制御を動作すればよい。このことは、半導体レーザ
特性検出，温度検出および目標値補正にかかる時間が、
第２実施形態の半導体レーザ制御装置を使用するシステ
ムにおいて問題となり、かつ補正のずれによって生じる
パワー精度の悪化を許容できる場合には有効である。
【００９１】さらに、第２実施形態の半導体レーザ制御
装置では、半導体レーザ特性検出および目標値補正をパ
ワー制御動作の前に行うとしたが、目標値の補正をする
ことなく先にパワー制御を行ってもよい。この場合も同
様に、パワー制御動作が安定したところで目標値３とパ
ワー制御手段２の出力を比較し、許容される誤差内にな
ければパワー制御動作を停止し、半導体レーザ１の特性
検出，温度検出および目標値の補正を行った後、再度、
パワー制御を動作すればよい。このことは、半導体レー
ザ特性検出，温度検出および目標値補正にかかる時間
が、第２実施形態の半導体レーザ制御装置を使用するシ
ステムにおいて問題となり、かつ補正のずれによって生
じるパワー精度の悪化を許容できる場合には有効であ
る。
装置では、半導体レーザ特性検出および目標値補正をパ
ワー制御動作の前に行うとしたが、目標値の補正をする
ことなく先にパワー制御を行ってもよい。この場合も同
様に、パワー制御動作が安定したところで目標値３とパ
ワー制御手段２の出力を比較し、許容される誤差内にな
ければパワー制御動作を停止し、半導体レーザ１の特性
検出，温度検出および目標値の補正を行った後、再度、
パワー制御を動作すればよい。このことは、半導体レー
ザ特性検出，温度検出および目標値補正にかかる時間
が、第２実施形態の半導体レーザ制御装置を使用するシ
ステムにおいて問題となり、かつ補正のずれによって生
じるパワー精度の悪化を許容できる場合には有効であ
る。
【００９２】さらにまた、第２実施形態の半導体レーザ
制御装置では、図５のステップＳ３０６において、パワ
ー制御動作時の温度Ｔ２と半導体レーザ１の特性検出を
したときの温度Ｔ１とが等しいか否かを判定に用いた
が、第２実施形態の半導体レーザ制御装置を使用するシ
ステムが温度変化に対する出射パワー許容誤差を有して
いれば、その出射パワー誤差範囲に相当する許容温度変
動範囲を求め、温度Ｔ２と温度Ｔ１との温度差が許容温
度変動範囲内にあるか否かを判定に使ってもよい。この
場合、半導体レーザ特性および目標値補正の頻度が下が
るため、パワー制御の連続動作時間が長くなり、システ
ムのパフォーマンスの向上に有効である。もちろん、さ
らにこの許容温度変動範囲を少なくとも２つ以上持たせ
ておき、シフテムが要求する出射パワー精度に応じて選
択してもよい。
制御装置では、図５のステップＳ３０６において、パワ
ー制御動作時の温度Ｔ２と半導体レーザ１の特性検出を
したときの温度Ｔ１とが等しいか否かを判定に用いた
が、第２実施形態の半導体レーザ制御装置を使用するシ
ステムが温度変化に対する出射パワー許容誤差を有して
いれば、その出射パワー誤差範囲に相当する許容温度変
動範囲を求め、温度Ｔ２と温度Ｔ１との温度差が許容温
度変動範囲内にあるか否かを判定に使ってもよい。この
場合、半導体レーザ特性および目標値補正の頻度が下が
るため、パワー制御の連続動作時間が長くなり、システ
ムのパフォーマンスの向上に有効である。もちろん、さ
らにこの許容温度変動範囲を少なくとも２つ以上持たせ
ておき、シフテムが要求する出射パワー精度に応じて選
択してもよい。
【００９３】加えて、第２実施形態の半導体レーザ制御
装置では、図５に示した半導体レーザ特性の検出手順に
おいて、半導体レーザへの駆動電流の増加方法が常に一
定の増分である必要はなく、例えばパワー検出手段から
信号が出るか出ないかにより増分量を変えてもよい。さ
らに、駆動電流は、結果として半導体レーザの電流−光
出力特性が得られるのであれば、どのような与え方でも
問題ない。また、駆動電流の停止条件が図３のステップ
Ｓ２０４に示した内容である必要はなく、閾値電流と微
分量子効率が安定に求められれば、どのような判定基準
でも構わない。
装置では、図５に示した半導体レーザ特性の検出手順に
おいて、半導体レーザへの駆動電流の増加方法が常に一
定の増分である必要はなく、例えばパワー検出手段から
信号が出るか出ないかにより増分量を変えてもよい。さ
らに、駆動電流は、結果として半導体レーザの電流−光
出力特性が得られるのであれば、どのような与え方でも
問題ない。また、駆動電流の停止条件が図３のステップ
Ｓ２０４に示した内容である必要はなく、閾値電流と微
分量子効率が安定に求められれば、どのような判定基準
でも構わない。
【００９４】また、第２実施形態の半導体レーザ制御装
置では、半導体レーザ１の温度検出手段を用いたが、半
導体レーザ１の温度を直接測ることができなくても、温
度を推定できる手段であれば何でもよい。例えば温度検
出器が半導体レーザ１から遠く離れていても、１対１の
関係があれば構わない。また、半導体レーザ１の動作環
境温度を決定する要因が近傍に存在し、その要因の温度
が推定できる場合は、温度検出器を使用しなくても、半
導体レーザ１の温度を推定することができる。
置では、半導体レーザ１の温度検出手段を用いたが、半
導体レーザ１の温度を直接測ることができなくても、温
度を推定できる手段であれば何でもよい。例えば温度検
出器が半導体レーザ１から遠く離れていても、１対１の
関係があれば構わない。また、半導体レーザ１の動作環
境温度を決定する要因が近傍に存在し、その要因の温度
が推定できる場合は、温度検出器を使用しなくても、半
導体レーザ１の温度を推定することができる。
【００９５】なお、半導体レーザの寿命劣化は温度変化
と同じ特性変化を示すため、第２実施形態の半導体レー
ザ制御装置は半導体レーザの寿命劣化に対しても有効で
ある。
と同じ特性変化を示すため、第２実施形態の半導体レー
ザ制御装置は半導体レーザの寿命劣化に対しても有効で
ある。
【００９６】図６は本発明による第３実施形態を説明す
るための半導体レーザ制御装置の概略構成を示すブロッ
ク図である。図６において、図１および図４にて説明し
た構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付して詳しい
説明は省略する。１４は半導体レーザ動作時間計測手段
である。
るための半導体レーザ制御装置の概略構成を示すブロッ
ク図である。図６において、図１および図４にて説明し
た構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付して詳しい
説明は省略する。１４は半導体レーザ動作時間計測手段
である。
【００９７】図７は第３実施形態の構成要素の動作手順
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【００９８】最初に、図７においてステップＳ４０１，
ステップＳ４０２が行われるが、それぞれの動作手順、
内容は図２のステップＳ１０１，ステップＳ１０２と同
じ動作手順，内容であるため説明は省略する。
ステップＳ４０２が行われるが、それぞれの動作手順、
内容は図２のステップＳ１０１，ステップＳ１０２と同
じ動作手順，内容であるため説明は省略する。
【００９９】次に、ステップＳ４０３において、ＣＰＵ
９が半導体レーザ動作時間計測手段１４に、ステップＳ
４０３を起点とした半導体レーザ制御動作時間の計測を
開始させる。
９が半導体レーザ動作時間計測手段１４に、ステップＳ
４０３を起点とした半導体レーザ制御動作時間の計測を
開始させる。
【０１００】ステップＳ４０４は図２のステップＳ１０
３と同じ動作手順，内容であるため説明は省略する。
３と同じ動作手順，内容であるため説明は省略する。
【０１０１】ステップＳ４０５において、ＣＰＵ９は半
導体レーザ動作時間計測手段１４より半導体レーザ１が
パワー制御動作によりパワー出射動作をしている経過時
間を読み取る。ここでステップＳ４０６において、読み
取った経過時間が、予め半導体レーザ１に寿命劣化の兆
候が起こると推定しておいた一定時間内であれば、寿命
劣化による半導体レーザ特性の変化はないと判断し、ス
テップＳ４０７へ進む。しかし、一定時間を過ぎていれ
ば、寿命劣化による半導体レーザ１の特性変化があると
判断し、ステップＳ４０８へ進む。
導体レーザ動作時間計測手段１４より半導体レーザ１が
パワー制御動作によりパワー出射動作をしている経過時
間を読み取る。ここでステップＳ４０６において、読み
取った経過時間が、予め半導体レーザ１に寿命劣化の兆
候が起こると推定しておいた一定時間内であれば、寿命
劣化による半導体レーザ特性の変化はないと判断し、ス
テップＳ４０７へ進む。しかし、一定時間を過ぎていれ
ば、寿命劣化による半導体レーザ１の特性変化があると
判断し、ステップＳ４０８へ進む。
【０１０２】ステップＳ４０８では半導体レーザの特性
を再度検出するためパワー制御を停止し、ステップＳ４
０９では半導体レーザ制御動作時間の計測を停止させ
る。その後、ステップＳ４０１へ戻り、再度、半導体レ
ーザ１の特性に基づいて目標値を補正することにより、
経時動作による寿命劣化が半導体レーザの特性に発生し
ても所望の半導体レーザ１の出射パワーを精度よく得る
ことができる。
を再度検出するためパワー制御を停止し、ステップＳ４
０９では半導体レーザ制御動作時間の計測を停止させ
る。その後、ステップＳ４０１へ戻り、再度、半導体レ
ーザ１の特性に基づいて目標値を補正することにより、
経時動作による寿命劣化が半導体レーザの特性に発生し
ても所望の半導体レーザ１の出射パワーを精度よく得る
ことができる。
【０１０３】ステップＳ４０７では、制御信号１１によ
ってパワー制御動作の停止の判断を行い、継続であれば
ステップＳ４０４へ、停止であればステップＳ４１０へ
行く。
ってパワー制御動作の停止の判断を行い、継続であれば
ステップＳ４０４へ、停止であればステップＳ４１０へ
行く。
【０１０４】最後に、ステップＳ４１０においてパワー
制御動作を停止させ、ステップＳ４１１で半導体レーザ
制御動作時間の計測を停止させて終了する。
制御動作を停止させ、ステップＳ４１１で半導体レーザ
制御動作時間の計測を停止させて終了する。
【０１０５】このように、第３実施形態の半導体レーザ
制御装置では、パワー制御前に半導体レーザ１の特性を
検出して求めた閾値電流と微分量子効率に基づいて目標
値３を補正することに加え、半導体レーザがパワー出射
を行っているパワー制御動作時の時間を計測し、その時
間が予め半導体レーザ１に寿命劣化の兆候が起こると推
定しておいた一定時間を過ぎていれば、寿命劣化による
半導体レーザ１の特性変化があると判断し、再度、半導
体レーザ１の特性を検出し、目標値の補正を行うもので
ある。したがって、半導体レーザ１の閾値電流あるいは
微分量子効率が経時動作による寿命劣化を起こしても、
所望の出射パワーを精度よく得ることができる。
制御装置では、パワー制御前に半導体レーザ１の特性を
検出して求めた閾値電流と微分量子効率に基づいて目標
値３を補正することに加え、半導体レーザがパワー出射
を行っているパワー制御動作時の時間を計測し、その時
間が予め半導体レーザ１に寿命劣化の兆候が起こると推
定しておいた一定時間を過ぎていれば、寿命劣化による
半導体レーザ１の特性変化があると判断し、再度、半導
体レーザ１の特性を検出し、目標値の補正を行うもので
ある。したがって、半導体レーザ１の閾値電流あるいは
微分量子効率が経時動作による寿命劣化を起こしても、
所望の出射パワーを精度よく得ることができる。
【０１０６】なお、第３実施形態の半導体レーザ制御装
置では、レーザ制御動作時間計測をパワー制御の動作前
のステップＳ４０３を起点としたが、この起点を初期状
態である工程調整時とし、そこからの全てのレーザ制御
動作時間を積算するようにしてもよい。この場合、ステ
ップＳ４０６において判断に使用する時間も積算時間と
なるが、半導体レーザ１の寿命劣化特性を基に少なくと
も２つ以上の積算時間を持たせることにより、寿命劣化
検出の追従性を上げることができる。
置では、レーザ制御動作時間計測をパワー制御の動作前
のステップＳ４０３を起点としたが、この起点を初期状
態である工程調整時とし、そこからの全てのレーザ制御
動作時間を積算するようにしてもよい。この場合、ステ
ップＳ４０６において判断に使用する時間も積算時間と
なるが、半導体レーザ１の寿命劣化特性を基に少なくと
も２つ以上の積算時間を持たせることにより、寿命劣化
検出の追従性を上げることができる。
【０１０７】また、第３実施形態の半導体レーザ制御装
置では、ステップＳ４０６において判断に使用する時間
を１つとしたが、少なくとも２つ以上の時間を持たせ、
第３実施形態の半導体レーザ制御装置を使用するシフテ
ムが要求する出射パワー精度に応じて選択してもよい。
このことにより、判定用の時間を長くすれば、出射パワ
ー精度は悪化するが、パワー制御の連続動作時間が長く
なり、システムのパフォーマンスの向上に有効である。
置では、ステップＳ４０６において判断に使用する時間
を１つとしたが、少なくとも２つ以上の時間を持たせ、
第３実施形態の半導体レーザ制御装置を使用するシフテ
ムが要求する出射パワー精度に応じて選択してもよい。
このことにより、判定用の時間を長くすれば、出射パワ
ー精度は悪化するが、パワー制御の連続動作時間が長く
なり、システムのパフォーマンスの向上に有効である。
【０１０８】さらに、第３実施形態の半導体レーザ制御
装置では、目標値が１つのみの構成としたが、目標値の
補正は前記（数７）を見ればわかるように、所望する出
射パワーに依存しないため、目標値を少なくとも２つ以
上の構成とし、選択して目標値補正手段へ入力してもよ
い。その場合は、目標値の数に応じた出射パワーの多値
制御が容易に実現できる。
装置では、目標値が１つのみの構成としたが、目標値の
補正は前記（数７）を見ればわかるように、所望する出
射パワーに依存しないため、目標値を少なくとも２つ以
上の構成とし、選択して目標値補正手段へ入力してもよ
い。その場合は、目標値の数に応じた出射パワーの多値
制御が容易に実現できる。
【０１０９】またさらに、第３実施形態の半導体レーザ
制御装置では、半導体レーザ特性検出および目標値補正
をパワー制御動作の前に行うとしたが、最後に検出した
閾値電流，微分量子効率を保存しておき、この値に基づ
いて補正をした目標値を用いて先にパワー制御をしても
よい。この場合、パワー制御動作が安定したところで目
標値３とパワー検出手段２の出力を比較し、許容される
誤差内になければパワー制御動作を停止し、半導体レー
ザ１の特性検出，目標値の補正およびレーザ制御動作時
間計測の開始を行った後、再度パワー制御を動作すれば
よい。このことは、半導体レーザ特性検出および目標値
補正にかかる時間が、第３実施形態の半導体レーザ制御
装置を使用するシステムにおいて問題となり、かつ補正
のずれによって生じるパワー精度の悪化を許容できる場
合には有効である。
制御装置では、半導体レーザ特性検出および目標値補正
をパワー制御動作の前に行うとしたが、最後に検出した
閾値電流，微分量子効率を保存しておき、この値に基づ
いて補正をした目標値を用いて先にパワー制御をしても
よい。この場合、パワー制御動作が安定したところで目
標値３とパワー検出手段２の出力を比較し、許容される
誤差内になければパワー制御動作を停止し、半導体レー
ザ１の特性検出，目標値の補正およびレーザ制御動作時
間計測の開始を行った後、再度パワー制御を動作すれば
よい。このことは、半導体レーザ特性検出および目標値
補正にかかる時間が、第３実施形態の半導体レーザ制御
装置を使用するシステムにおいて問題となり、かつ補正
のずれによって生じるパワー精度の悪化を許容できる場
合には有効である。
【０１１０】さらに、第３実施形態の半導体レーザ制御
装置では、半導体レーザ特性検出および目標値補正をパ
ワー制御動作の前に行うとしたが、目標値の補正をする
ことなく先にパワー制御を行ってもよい。この場合も同
様に、パワー制御動作が安定したところで目標値３とパ
ワー検出手段２の出力を比較し、許容される誤差内にな
ければパワー制御動作を停止し、半導体レーザ１の特性
検出、目標値の補正およびレーザ制御動作時間計測の開
始を行った後、再度パワー制御を動作すればよい。この
ことは、半導体レーザ特性検出および目標値補正にかか
る時間が、第３実施形態の半導体レーザ制御装置を使用
するシステムにおいて問題となり、かつ補正のずれによ
って生じるパワー精度の悪化を許容できる場合には有効
である。
装置では、半導体レーザ特性検出および目標値補正をパ
ワー制御動作の前に行うとしたが、目標値の補正をする
ことなく先にパワー制御を行ってもよい。この場合も同
様に、パワー制御動作が安定したところで目標値３とパ
ワー検出手段２の出力を比較し、許容される誤差内にな
ければパワー制御動作を停止し、半導体レーザ１の特性
検出、目標値の補正およびレーザ制御動作時間計測の開
始を行った後、再度パワー制御を動作すればよい。この
ことは、半導体レーザ特性検出および目標値補正にかか
る時間が、第３実施形態の半導体レーザ制御装置を使用
するシステムにおいて問題となり、かつ補正のずれによ
って生じるパワー精度の悪化を許容できる場合には有効
である。
【０１１１】なお、第３実施形態の半導体レーザ制御装
置は、前記第２実施形態の半導体レーザ制御装置と容易
に組み合わせることができ、その場合、半導体レーザの
温度変化あるいは寿命劣化に対し、より出射パワー誤差
の少ない半導体レーザ制御装置を実現することができる
ことは言うまでもない。
置は、前記第２実施形態の半導体レーザ制御装置と容易
に組み合わせることができ、その場合、半導体レーザの
温度変化あるいは寿命劣化に対し、より出射パワー誤差
の少ない半導体レーザ制御装置を実現することができる
ことは言うまでもない。
【０１１２】
【発明の効果】以上のように、本発明は、半導体レーザ
の特性を検出することで得られる閾値電流と微分量子効
率などに基づいて目標値を補正するすることにより、半
導体レーザの閾値電流と微分量子効率が変化しても、所
望する半導体レーザの出射パワーを高い精度で得ること
とができる。
の特性を検出することで得られる閾値電流と微分量子効
率などに基づいて目標値を補正するすることにより、半
導体レーザの閾値電流と微分量子効率が変化しても、所
望する半導体レーザの出射パワーを高い精度で得ること
とができる。
【０１１３】また、半導体レーザの温度検出を行うこと
により、半導体レーザの温度変化に応じて半導体レーザ
の閾値電流と微分量子効率を検出して目標値の補正を行
うことが可能となり、温度変化に対しても所望する半導
体レーザの出射パワーを高い精度で得ることができる。
により、半導体レーザの温度変化に応じて半導体レーザ
の閾値電流と微分量子効率を検出して目標値の補正を行
うことが可能となり、温度変化に対しても所望する半導
体レーザの出射パワーを高い精度で得ることができる。
【０１１４】また、半導体レーザの動作時間計測を行う
ことにより、半導体レーザの動作経時に応じて半導体レ
ーザの閾値電流と微分量子効率を検出して目標値の補正
を行うことが可能となり、寿命劣化に対しても所望する
半導体レーザの出射パワーを高い精度で得ることができ
る。
ことにより、半導体レーザの動作経時に応じて半導体レ
ーザの閾値電流と微分量子効率を検出して目標値の補正
を行うことが可能となり、寿命劣化に対しても所望する
半導体レーザの出射パワーを高い精度で得ることができ
る。
【図１】本発明の第１実施形態を説明するための半導体
レーザ制御装置の概略構成を示すブロック図
レーザ制御装置の概略構成を示すブロック図
【図２】本発明の第１実施形態における全体動作の手順
を示すフローチャート
を示すフローチャート
【図３】本発明の第１実施形態における半導体レーザ特
性検出手段の動作手順を示すフローチャート
性検出手段の動作手順を示すフローチャート
【図４】本発明の第２実施形態を説明するための半導体
レーザ制御装置の概略構成を示すブロック図
レーザ制御装置の概略構成を示すブロック図
【図５】本発明の第２実施形態の動作手順を示すフロー
チャート
チャート
【図６】本発明の第３実施形態を説明するための半導体
レーザ制御装置の概略構成を示すブロック図
レーザ制御装置の概略構成を示すブロック図
【図７】本発明の第３実施形態の動作手順を示すフロー
チャート
チャート
【図８】従来の半導体レーザ制御装置における構成の一
例を示すブロック図
例を示すブロック図
【図９】半導体レーザの電流−光出力パワー特性を示す
図
図
１ 半導体レーザ ２ パワー検出手段 ３ 目標値 ４ 目標値補正手段 ５ パワー制御手段 ６ 切換手段 ７ 半導体レーザ特性検出手段 ８ 半導体レーザ特性データ ９ ＣＰＵ １０，１１，１２ 制御信号 １３ 半導体レーザ温度検出手段 １４ 半導体レーザ動作時間計測手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D119 AA33 BA01 DA01 DA05 FA05 HA12 HA44 HA68 5F073 EA15 GA02 GA14 GA18 GA38 HA07
Claims (8)
- 【請求項１】 半導体レーザの出射パワーを検出するパ
ワー検出手段と、このパワー検出手段の出力値と目標値
とを比較することにより半導体レーザの出射パワーを所
望のパワーに制御するパワー制御手段と、半導体レーザ
の特性を検出する半導体レーザ特性検出手段と、前記目
標値を補正する目標値補正手段とを備えた半導体レーザ
制御装置に用いられる半導体レーザの制御方法であっ
て、前記半導体レーザ特性検出手段により求めた半導体
レーザの特性に基づいて、前記目標値補正手段により目
標値を補正することにより、半導体レーザから所望の出
射パワーを得ることを特徴とする半導体レーザ制御方
法。 - 【請求項２】 前記目標値補正手段が、前記半導体レー
ザ特性検出手段により求められた半導体レーザの閾値電
流と微分量子効率とに基づいて、前記目標値補正手段に
より目標値を補正することを特徴とする請求項１記載の
半導体レーザ制御方法。 - 【請求項３】 半導体レーザの温度もしくは温度を推定
し得る信号を検出する温度検出手段からの出力に応じ
て、前記目標値補正手段により目標値の補正を行うこと
を特徴とする請求項１または２記載の半導体レーザ制御
方法。 - 【請求項４】 半導体レーザの動作時間を計測する半導
体レーザ動作時間計測手段からの出力に応じて、前記目
標値補正手段により目標値の補正を行うことを特徴とす
る請求項１，２または３記載の半導体レーザ制御方法。 - 【請求項５】 半導体レーザの出射パワーを検出するパ
ワー検出手段と、このパワー検出手段の出力値と目標値
とを比較することにより半導体レーザの出射パワーを所
望のパワーに制御するパワー制御手段と、半導体レーザ
の特性を検出する半導体レーザ特性検出手段と、前記目
標値を補正する目標値補正手段とを備えた半導体レーザ
制御装置であって、請求項１記載の半導体レーザ制御方
法に基づいて動作することを特徴とする半導体レーザ制
御装置。 - 【請求項６】 半導体レーザの出射パワーを検出するパ
ワー検出手段と、このパワー検出手段の出力値と目標値
とを比較することにより半導体レーザの出射パワーを所
望のパワーに制御するパワー制御手段と、半導体レーザ
の特性を検出する半導体レーザ特性検出手段と、前記目
標値を補正する目標値補正手段とを備えた半導体レーザ
制御装置であって、請求項２記載の半導体レーザ制御方
法に基づいて動作することを特徴とする半導体レーザ制
御装置。 - 【請求項７】 半導体レーザの出射パワーを検出するパ
ワー検出手段と、このパワー検出手段の出力値と目標値
とを比較することにより半導体レーザの出射パワーを所
望のパワーに制御するパワー制御手段と、半導体レーザ
の特性を検出する半導体レーザ特性検出手段と、前記目
標値を補正する目標値補正手段とを備えた半導体レーザ
制御装置であって、請求項３記載の半導体レーザ制御方
法に基づいて動作することを特徴とする半導体レーザ制
御装置。 - 【請求項８】 半導体レーザの出射パワーを検出するパ
ワー検出手段と、このパワー検出手段の出力値と目標値
とを比較することにより半導体レーザの出射パワーを所
望のパワーに制御するパワー制御手段と、半導体レーザ
の特性を検出する半導体レーザ特性検出手段と、前記目
標値を補正する目標値補正手段とを備えた半導体レーザ
制御装置であって、請求項４記載の半導体レーザ制御方
法に基づいて動作することを特徴とする半導体レーザ制
御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11103152A JP2000294871A (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 半導体レーザ制御方法および半導体レーザ制御装置 |
| US09/544,545 US6408013B1 (en) | 1999-04-09 | 2000-04-06 | Semiconductor laser control method and semiconductor laser control apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11103152A JP2000294871A (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 半導体レーザ制御方法および半導体レーザ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000294871A true JP2000294871A (ja) | 2000-10-20 |
Family
ID=14346542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11103152A Pending JP2000294871A (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | 半導体レーザ制御方法および半導体レーザ制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6408013B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000294871A (ja) |
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| JP2009182050A (ja) * | 2008-01-29 | 2009-08-13 | Ricoh Co Ltd | レーザ光量制御装置、レーザ光量制御方法、画像形成装置 |
| JP2009212423A (ja) * | 2008-03-06 | 2009-09-17 | Seiko Epson Corp | 光源装置及び画像表示装置並びに光量補正方法 |
| JP2009212422A (ja) * | 2008-03-06 | 2009-09-17 | Seiko Epson Corp | 半導体発光素子の制御 |
| JP2009278270A (ja) * | 2008-05-13 | 2009-11-26 | Funai Electric Co Ltd | 画像表示装置 |
| JP2010054879A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Seiko Epson Corp | 光源装置及び画像表示装置並びに光量補正方法 |
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| US9242478B2 (en) | 2012-12-14 | 2016-01-26 | Ricoh Company, Limited | Writing controlling apparatus, image forming apparatus, and computer program product |
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| US9509967B2 (en) | 2013-10-15 | 2016-11-29 | Ushio Denki Kabushiki Kaisha | Light source device and projector |
| WO2018131097A1 (ja) * | 2017-01-11 | 2018-07-19 | オリンパス株式会社 | 照明装置及び照明装置を含む内視鏡システム |
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- 2000-04-06 US US09/544,545 patent/US6408013B1/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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