JP2001519098A - レーザ変調制御法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 半導体レーザの伝達消光比の直接制御を行うレーザ変調制御装置とその方法。比較的低い周波数でかつ小さな振幅であるパイロット・トーンは、レーザを駆動するために使用される信号上に重ね合わされる。レーザ変調電流の固定した部分にパイロット・トーンの振幅を設定することで、パイロット・トーン周波数で光データ振幅の固定した部分を変化させる伝達光学パワーを発生させる。レーザ変調電流を制御するフィードバックを使用することにより、動作温度もしくはレーザの老化による変動にかかわらず、変化の振幅は所望の値で保持され、次に、伝送光データ振幅を一定値で保持する。分離制御ループは、特定の値で平均光学パワーを保持するために使用される。光データ振幅と平均光パワーは、一定値のまま残るので、消光比も一定値になる。代替の実施形態が開示されている。

Description

【発明の詳細な説明】 レーザ変調制御法およびその装置 発明の背景 １．発明の分野 本発明は、半導体レーザ変調制御の分野に関するものである。 ２．従来の技術 光データ通信に一般に使用されている半導体レーザの光学的特性は、強い温度 依存および老化による長期的劣化があるので、半導体レーザは変調制御が望まれ ている。制御は、熱電気冷却器を使用して、固定した温度にレーザを保つことに より達成できる。しかし、この解決法はコストがかかり、一般に最初のスイッチ オン時に安定するまで長時間かかる。また、老化による変動を補償できない。ま た、高周波法が、変調制御を行うために使用されてきた（Ｆ．Ｓ．Ｃｈｅｎ「Ｓ ｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｂｉａｓ ａｎｄ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｃｕｒｒｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｉｎｊｅｃｔｉ ｏｎ Ｌａｓｅｒｓ」、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．１ ６，ｐｐ．７−８，１９８０；Ｊ．Ｊ．Ｓｔｉｓｃｉａの米国特許第５４０２４ ３３号、１９９５）が、これらの技術は、コストのかかる高速フォト・ダイオー ドと、回路の寄生分の慎重な制御と、高電力散逸の複雑な高周波回路とを必要と する。したがって、従来の技術（Ｄ．Ｗ．Ｓｍｉｔｈの論文「Ｌａｓｅｒ Ｌｅ ｖｅｌ−Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ−Ｂｉｔ−Ｒａｔ ｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｓｌｏｐｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ」、Ｅｌ ｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．１４，ｐｐ．７７５−７７６， １９７８；Ｈ．Ｔｒｉｍｍｅｌの米国特．許第４３８５３８７号、１９８１；Ｋ ．Ｐｅｔｅｒｍａｎｎ「Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎ ｄ Ｎｏｉｓｅ」、Ｋｌｕｗｅｒ Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ， ｐｐ．３００−３０２，１９９１；Ｍｉｓａｉｚｕの米国特許第５５５７４４５ 号）では、低周波パイロット・トーンをレーザ電流上に重ね合わせ、レーザ発生 し きい値に関係する非線形性を検知することにより行われてきた。レーザは、しき い値またはその周辺で光学的に０レベルで動作される。しきい値周辺で動作する のは、レーザ・ノイズの増加、スイッチをオンにしたときの遅延、およびチャー プにより望ましくない。この技術の改良（米国特許第４９９５０４５号）は、Ｂ ｕｒｌｅｙによりなされたが、その方法は光データ振幅を直接制御するものであ る。Ｂｕｒｌｅｙの回路は、複数動作点もしくはラッチ・アップを避けるための 追加部品を含むが、リプル振幅に対する変調電流の伝達関数は非単調のままとな る。近年、Ｒｉｅｓにより特許を取得された方法（米国特許第５３９４４１６号 および第４９２４４７０号）は、レーザ電流上に重ね合わされた２つの低レベル ・パイロット・トーンの相互変調による結果を測定することで消光比（extincti on ratio）を直接制御する方法を提供する。Ｒｉｅｓは、パイロット・トーン法 を含む複数の自動変調制御技術の利点について議論している（さらに詳細な議論 は、米国特許第５３９４４１６号を参照）。 本発明において、パイロット・トーンは、変調電流の一部分として挿入され、 しかも変調電流の固定した部分であるので、追加の高速回路と難しい位相整合に ついてのＲｉｅｓの異議は克服された。Ｒｉｅｓにより使用される方法は、消光 比の直接制御を提供するが、回路は本発明よりはるかに複雑になる。 発明の簡単な概要 本発明は、半導体レーザの伝達された消光比の直接制御を行うレーザ変調制御 装置およびその方法に関するものである。本発明によると、比較的低周波数およ び低振幅パイロット・トーンが、レーザを作動させるために使用される信号上に 重ね合わされる。レーザ変調電流の固定した部分にパイロット・トーンの振幅を 設定することにより、伝達された光学パワーは、パイロット・トーン周波数にお ける光データ振幅の固定した部分を変化させる。レーザ変調電流を制御するフィ ードバックを使用することにより、その変化による振幅は、所望の値に保たれ、 次に、動作温度もしくはレーザの老化による変動にかかわらず伝達された光デー タ振幅が一定値に保たれる。 ある固定した値で平均光学パワーを保持するために、分離制御ループが使用さ れる。光データ振幅と平均光学パワーは一定のままであるので、消光比も一定と なる。低周波信号処理は、高周波データ振幅を決定するために使用されるので、 送信器のビット比は、自動変調制御回路により限定されない。この方法の利点は 、パイロット・トーンと変調電流の間の相対振幅に依る技術なので、パイロット ・トーンの絶対振幅は重要ではないことである。したがって、パイロット・トー ン発振器の正確な振幅制御は必要ない。 本発明は、変調電流がレーザ発生しきい値を超えて増加するのにしたがい、光 学パワー変化の振幅が単調のままであるような方法でパイロット・トーンを適用 することによりさらに改良される。この伝達関数を単調のままに保つことにより 、複数動作点またはラッチ・アップの可能性がなくなる。 したがって、本発明の目的は、高ビット・レートでのレーザ変調制御を行う回 路と方法を提供し、 １．高速フォト・ダイオードと検知回路を必要としないこと、 ２．レーザしきい値領域内ではレーザ性能が劣化するためこの領域を避けるこ と、 ３．一定の光データ振幅を保持することにより消光比の直接制御を行うこと、 ４．パイロット・トーンの投入のために追加の高速回路を必要としないこと、 ５．回路の複雑さを最小限にとどめること、 を含む。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明による実施形態の概略図である。 第２図は、レーザ電流とモニタ・ダイオード電流の間の関係をグラフで示した 図である。 第３図は、本発明による交流電流結合レーザ変調電流を有するレーザの代替の 実施形態の概略図である。 第４図は、第３図の交流電流結合回路用のレーザ電流とモニタ・ダイオード電 流の間の関係をグラフで示した図である。 第５図は、同期検波とモニタ・ダイオード入力における交流電流基準の投入を 含む第１図の修正（代替の実施形態）を示す図である。 第６図は、第３図と第５図の両方の改良点を組み合わせた他の代替実施形態を 示す図である。 発明の詳細な説明 まず、第１図には、本発明の実施形態の概略図が示してある。図を参照すると 分かるように、スイッチが開いており、半導体レーザはバイアス電流ＩＢＩＡＳ に加えて、ダブル・エンド入力データ信号Ｄ＋、Ｄ−の状態に依る変調電流Ｉｍ ｏｄで動作する。データが論理１（トランジスタＱ１をオンに保つ入力Ｄ＋の高 い電圧、入力Ｄ−の低い電圧がトランジスタＱ２をオフに保つように、トランジ スタＱ１とＱ２の共通のエミッタ接続を高くする）であるならば、Ｑ１が導通し 変調電流Ｉｍｏｄがレーザを通過する。データが論理０であるならば、トランジ スタＱ１はオフで、かつ、トランジスタＱ２はオンとなる。これにより、Ｉｍｏ ｄを電力供給ＶＣＣからレーザとトランジスタＱ１を通らずに、トランジスタＱ ２を通らせる。 第１図に示すように、追加電流Ｉｍｏｄ／Ｘは、比較的低い周波数発振器の状 態に応じて、トランジスタＱ１とＱ２のエミッタに供給される。レーザ電流は、 ０データ・ビットの間、ＩＢＩＡＳで構成される。１データ・ビットの間、レー ザ電流は最小値がＩｍｏｄ＋ＩＢＩＡＳで、最大値がＩｍｏｄ＋ＩＢＩＡＳ＋Ｉ ｍｏｄ／Ｘであるエンベロープであり、平均値はＩｍｏｄ＋ＩＢＩＡＳ＋Ｉｍｏ ｄ／２Ｘであり、前記エンベロープ変化の振幅はＩｍｏｄ／Ｘである。論理０と 論理１間のレーザ電流内の最小差はＩｍｏｄであり、論理０と論理１の間のレー ザ電流内の平均差はＩｍｏｄ＋Ｉｍｏｄ／２Ｘ＝Ｉｍｏｄ（１＋１／２Ｘ）であ る。 レーザが、しきい値より上にある線形領域内だけで作動するならば、レーザに より発せられた光信号は、ＩＢＩＡＳに依る０レベルを有し、トランジスタＱ１ を通るＩｍｏｄ／Ｘの低周波スイッチングによっては影響されない。論理０と論 理１入力間の光出力の差は、最小差と平均差のいずれかを考慮しようとも、Ｉｍ ｏｄに比例し、トランジスタＱ１を通るＩｍｏｄ／Ｘの低周波スイッチングによ って、論理１入力に対する光出力の変化は、Ｉｍｏｄ／Ｘに比例する。もちろん 、Ｉｍｏｄ／Ｘ自体もＩｍｏｄに比例する。したがって、同時に、いかなる高周 波制御回路および技術も使用することなしに、レーザの光出力の所定の低周波変 化を得るＩｍｏｄの制御は、論理０と論理１の入力の間の光出力の所定の差を提 供する。また、レーザの平均光出力を測定し、平均測定出力を所望の出力へ駆動 するようにＩＢＩＡＳを制御することで、平均光出力と消光比は単純な低周波回 路により直接制御される。 第１図の回路の機能の前記概略において、電流源Ｉｍｏｄ／Ｘを電流源Ｉｍｏ ｄの固定した部分１／Ｘに維持することができることが重要であることは明らか である。しかし、これは、ミラーリングされた電流がミラーリング・トランジス タ内の電流の固定した一部であるように、エミッタ領域が異なるトランジスタを 使用した電流ミラーの使用により容易になされる。 第１図の回路の目的の概略説明に引き続き、その詳細を説明する。モニタ・フ ォト・ダイオードＭＤは、レーザから発せられた光信号の一部分を検知し、光電 流を発する。光電流内の高周波（データ）情報をコンデンサＣｍｄで濾波し、残 りの電流が低周波リプルを有する直流電流であるようにする。所望の直流電流モ ニタ・ダイオード電流が、基準電流源Ｉｍｄによってモニタ・ダイオード電流か ら引かれる。フィードバック抵抗Ｒｆを有するトランスインピーダンス増幅器Ａ １は、残留電流（モニタ・フォト・ダイオード電流から基準電流源Ｉｍｄの電流 を引いたもの）を、自動パワー制御（ＡＰＣ）エラー増幅器Ａ２と低周波振幅検 知器に結合される電圧に変換する。 エラー増幅器Ａ２は、正の利得と、直接結合ローパス出力と、低周波発振器の 周波数よりも低い周波数の補償コンデンサＣａｐｃにより設定されるカット・オ フ周波数とを有する。増幅器Ａ１の負のフィードバックを用いて、増幅器Ａ２の 出力は直流モニタ・フォト・ダイオード電流が所望の電流Ｉｍｄと等しくなるよ うにＩｂｉａｓの値を制御する。したがって、レーザにより発せられた平均光信 号は、モニタ・フォト・ダイオードへの平均照度がそれを通る電流をＩｍｄとす るレベルに保たれる。レーザ放射とモニタ電流間の関係と同じように、レーザ電 流とレーザ放射の間の関係は単調であることに注意したい。したがって、平均パ ワー制御（ＡＰＣ）制御ループは、容易に安定する単一の動作点を有する。 前記自動パワー制御（ＡＰＣ）ループが閉じているならば、増幅器Ａ１の出力 は低周波発振器の振幅ΔＩｍｄの周波数の方形波になる。低周波振幅検知器が、 増幅器Ａ１の出力上に低周波リプルの振幅を検知すると、これに対応して、直流 電流信号をリプルに比例する自動変調制御（ＡＭＣ）エラー増幅器Ａ３に結合す る。この目的のため、例として、低周波振幅検知器は、増幅器Ａ１の出力のリプ ルに比例する直接結合信号を提供する整流回路でもある。 増幅器Ａ３は、検知されたリプル振幅ΔＩｍｄを、ＡＭＣＲＥＦ（直流基準電 圧）により設定される所望の値と比較する。再び、負フィードバックを使用し、 Ａ３の出力は、リプル振幅ΔＩｍｄがＡＭＣＲＥＦと等しくなるように変調電流 Ｉｍｏｄを調整する。この場合の負フィードバックは、低周波振幅検知器により 検知されるリプルの振幅が位相に応答するものではないので、増幅器Ａ１により 与えられない。その代わりに、負フィードバックは、増幅器Ａ３により与えられ 、第１図に示す入力接続は検知されたリプルを増加させるためにＩｍｏｄを減少 させる。コンデンサＣａｍｃは、ＡＰＣループの周波数応答より低くＡＭＣルー プの周波数応答を設定する。このようにすることにより、もちろんＡＰＣとＡＭ Ｃループのいずれもレーザの温度と老化変動によるレーザの偏移よりずっと早く 応答するが、ＡＰＣループは、常に、ＡＭＣループが光データ信号の振幅を設定 する前に、直流光学パワーを設定する。 論理１ビットである間のパイロット・トーン電流リプルの振幅は、変調電流Ｉ ｍｏｄの知られている固定した部分であるので、モニタ・フォト・ダイオードに より検知される光学パワーの振幅は、低周波光リプル振幅ΔＩｍｄの知られてい る特定の倍数である。低周波フォト・ダイオード電流は、以下のように与えられ る。 ただし、ΔＩｍｄはモニタ・ダイオードで検知された低周波リプルの振幅であ り、光信号の伝達された振幅に比例し、η_totalはレーザ電流に対するモニタ・ ダイオード電流のしきい値から上の合計傾斜であり、ＩｍｄＡＣは検知されたフ ォト・ダイオード電流の振幅であり、Ｘはパイロット・トーン電流に対する変調 電流の固定した部分である。フォト・ダイオードは平均光信号を検知するので、 ２つの要因が含まれなければならない。論理０ビットはパイロット・トーンによ り修正されないので、平均パワーはエンベロープ振幅の１／２のところで変化す る。第２図は、前記記述の関係をグラフで示す。第２図において、レーザ電流エ ンベロープとモニタ・ダイオード電流エンベロープはエンベロープ、すなわち高 周波データ信号の上（「１」）と下（「０」）の値を表す。エンベロープ自体を 図に示すのは周波数が高すぎる。 これまでに説明したように、Ｉｍｏｄがレーザ発生しきい値を超えて増加して も、この装置は、単調のまま変わらず、ΔＩｍｄへの変調電流の伝達関数が得ら れる。この技術はＩＢＩＡＳに適用され、論理１と論理０の両方におけるリプル を用いてデータ・エンベロープとする。しかし、変調電流がレーザ発生しきい値 を超えて増加すると、低周波リプル振幅は、論理０におけるリプルが完全に取り 去られるまで減少する。これにより、伝達関数に複数可能動作点を与える。 本発明が、第３図のコンデンサＣａｃなどの交流結合変調電流を有するレーザ に適用されるならば、交流電流結合ネットワークのカットオフより上に残るよう にパイロット・トーン周波数を調整することが望ましい。しかし、この回路を用 いると、交流電流結合ネットワークが落ち込むので、光学的に０レベルのところ にリプルがわずかに現れる。これが起こったときには、複数動作点あるいはラッ チ・アップがまだ問題となる。変調電流の固定した部分Ｙと同等の振幅を有する 小さいパイロット・トーンＩｍｏｄ／Ｙが１８０°位相がずれてＩＢＩＡＳに加 えられるならば、それ（複数動作点またはラッチアップ）をもう一度伝達関数を 単調にすることにより回避することができる。これは第２次効果なので、ＹはＸ の１０％以下に設定される。この修正は第３図の概略図の中に示される。そこに 示すように、Ｉｍｏｄ／Ｘに加えて、電流Ｉｍｏｄ／Ｙの成分が生成される。こ れらの電流成分は、図に示された回路により生成されるので、お互いに同位相と なる。しかし、示された電流ミラーは、Ｉｍｏｄ／Ｙの位相を反転し、図に示す ように、Ｉｍｏｄが実際に電流シンクとして動作するとき、Ｉｍｏｄ／Ｙを本当 の電流源に変更する（「電流源」は、通常、一般的な感覚として電流源と電流シ ンクの両方に使用される用語であるが、電流源は他の回路に電流を提供し、電流 シンクは他の回路から電流を受け取るまたは引き込むものとする）。 他の修正が、本発明の精神を変えることなくなされる。例えば、低周波振幅検 知器は、ピーク検知器または同期振幅検知回路になることもある。また、所望の モニタ・ダイオード・リプル信号ΔＩｍｄの信号代表は、増幅器Ａ１の入力にお けるモニタ・ダイオード電流から直接引かれることもある。これは、第１図と同 様な図である第５図と、第３図と同様な図である第６図に記述された修正で示さ れる。これらの場合、同期検知が必要であり、増幅器Ａ３の変換入力は、先に記 述された参照の代わりに接地される。したがって、以上本発明を特定の好ましい 実施形態について開示し、述べたが、その精神および範囲から逸脱することなく 、本発明に変更を加えることができることを、当業者なら理解するであろう。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年５月５日（１９９８．５．５） 【補正内容】 【図１】 【図２】【図５】 【図６】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．光信号を提供するために、レーザ駆動信号により変調された平均レーザ駆 動装置を有する半導体レーザを制御する方法であって、 レーザ駆動信号に比例するパイロット・トーンをレーザ駆動信号に重ね合わせ るステップと、 レーザの平均光出力を測定し、パイロット・トーンによって引き起こされるレ ーザの光出力の変動を測定するために、レーザからの光信号の一部分を検知する ステップと、 平均レーザ出力を与えるために、レーザの平均光出力に応答して平均レーザ駆 動装置を制御するステップと、 パイロット・トーンによって引き起こされるレーザの光出力の所定の変動を生 じさせるために、平均レーザ駆動装置の制御とは別に、パイロット・トーンによ って引き起こされるレーザの光出力の変動に応答してレーザ駆動信号を制御する ステップと 含む方法。 ２．所定の平均レーザ出力を提供する平均レーザ駆動装置の制御が、パイロッ ト・トーンにより引き起こされるレーザの光出力を変動させるためのレーザ駆動 信号の制御より短い時定数で行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。 ３．パイロット・トーンにより引き起こされる所定の変動を生じさせるために 、レーザ駆動信号を制御するステップが、パイロット・トーンにより引き起こさ れるレーザからの光信号の振幅を感知し、基準振幅に対する前記振幅との比較に 基づくレーザ駆動信号を制御することにより行われることを特徴とする請求項１ に記載の方法。 ４．所定の平均レーザ出力を与えるレーザを制御するステップが、所定の平均 レーザ出力を与える最小レーザ駆動装置を制御するステップと含むことを特徴と する請求項１に記載の方法。 ５．パイロット・トーンが、実質上レーザ駆動信号の周波数よりも低い周波数 を有すること特徴とする請求項１に記載の方法。 ６．パイロット・トーンが、レーザ駆動信号の振幅の約10％以下の振幅を有す ることを特徴とする請求項５に記載の方法。 ７．光信号を提供するためにレーザ駆動信号により変調される平均レーザ駆動 装置を有する半導体レーザを制御する方法であって、 レーザを介して第１制御可能電流を流すステップと、 レーザを介して第２制御可能電流を流し、第２電流が入力信号によりオンとオ フの状態の間で変調されるステップと、 レーザを介する第２電流に比例する第３電流を流し、第３電流は入力信号によ りオンとオフの状態の間で変調され、さらに、第３電流がパイロット・トーンに よりオンとオフの状態の間で変調され、パイロット・トーンは入力信号の周波数 より低い周波数を有するステップと、 パイロット・トーンにより引き起こされるレーザの平均光出力を測定し、レー ザの光出力の変化を測定するためにレーザからの光信号の部分に検出するステッ プと、 レーザからの所定の平均光信号を出力させる第１電流を制御するステップと、 パイロット・トーンにより引き起こされるレーザからの光信号に所定の変動を 与えるための第２電流を制御するステップと を含むことを特徴とする方法。 ８．所定の平均光信号を出力させる第１電流の制御が、パイロット・トーンに より引き起こされるレーザからの光信号へ所定の変動を与えるための第２電流の 制御より短い時定数で動作することを特徴とする請求項７に記載の方法。 ９．パイロット・トーンにより引き起こされるレーザからの光信号へ所定の変 動を与えるために、第２電流を制御するステップが、パイロット・トーンにより 引き起こされるレーザからの光信号の振幅に応答し、基準振幅に対する前記振幅 との比較に基づく第２電流を制御することによって行われることを特徴とする請 求項７に記載の方法。 １０．レーザからの所定の平均光信号を出力させる第１電流を制御するステッ プが、レーザからの所定の平均光信号を提供するレーザを介して最小電流を制御 することを含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。 １１．第３電流が、第２電流の振幅の約１０％以下の振幅を有することを特徴 とする請求項７に記載の方法。 １２．第２電流と第３電流が、半導体レーザに容量結合されることを特徴とす る請求項７に記載の方法。 １３．第４電流が第３電流に比例し、第４電流が、第３電流がパイロット・ト ーンに応答して変調される半導体レーザを通るように、第３電流に関して１８０ °位相がずれてパイロット・トーンに応答する半導体レーザに結合されることを さらに特徴とする請求項１２に記載の方法。 １４．半導体レーザおよびレーザ制御システムであって、 半導体レーザと、 半導体レーザにバイアスをかける第１制御可能電流源と、 入力信号に応答して半導体レーザに選択的にスイッチング可能な第２制御可能 電流と、 第２電流源に比例し、入力信号の周波数より実質的に低い周波数のパイロット ・トーンに応答し、次に、入力信号に応答する半導体レーザに選択的にスイッチ ング可能な第３電流源と、 レーザ放射の部分を検知し、それに応答するセンサ出力を出力するセンサと、 所定の平均レーザ放射を維持するための第１電流源を制御する平均センサ出力 に応答する第１回路と、 パイロット・トーン周波数で所定のレーザ放射を維持する第２電流源をパイロ ット・トーン周波数で制御するセンサ出力の変化に応答する第２回路と を含むことを特徴とするシステム。 １５．第３電流源が、第２電流源と並列で、また、入力信号に応答する半導体 レーザに選択的にスイッチング可能であることを特徴とする請求項１４に記載の 半導体レーザおよびレーザ制御システム。 １６．第１回路が、第２回路の時定数より短い時定数で動作することを特徴と する請求項１４に記載の半導体レーザおよびレーザ制御システム。 １７．第３電流源が、第２電流源の約１０％以下のことを特徴とする請求項１ ４に記載の半導体レーザおよびレーザ制御システム。 １８．第２電流源と第３電流源が、半導体レーザに容量結合されることを特徴 とする請求項１４に記載の半導体レーザおよびレーザ制御システム。 １９．第４電流源が第３電流源に比例し、第４電流源が、第３電流源がパイロ ット・トーンに応答する半導体レーザにスイッチング可能であるように、第３電 流源に関して１８０°位相がずれてパイロット・トーンに応答する半導体レーザ にスイッチング可能であることをさらに特徴とする請求項１８に記載の半導体レ ーザおよびレーザ制御システム。 ２０．半導体レーザ制御システムであって、 半導体レーザにバイアスをかける第１制御可能電流源と、 入力信号に応答する半導体レーザを横切って選択的にスイッチング可能な第２ 制御可能電流源と、 第２電流源に比例し、入力信号の周波数より実質的に低い周波数のパイロット ・トーンに応答し、次に、入力信号に応答する半導体レーザに選択的にスイッチ ング可能な第３電流源と、 半導体レーザの放射の部分を検知し、それに対応するセンサ出力を出力するセ ンサと、 平均センサ出力を維持する第１電流源を制御する平均センサ出力に応答する第 １回路と、 パイロット・トーン周波数で所定のセンサ出力を維持する第２電流源をパイロ ット・トーン周波数で制御するセンサ出力の変化に応答する第２回路とを含むこ とを特徴とするシステム。 ２１．第３電流源が、第２電流源と並列で、また、入力信号に応答する半導体 レーザに選択的にスイッチング可能であることを特徴とする請求項２０に記載の 半導体レーザ制御システム。 ２２．第１回路が、第２回路の時定数よりも短い時定数で動作することを特徴 とする請求項２０に記載の半導体レーザ制御システム。 ２３．第３電流源が、第２電流源の約１０％以下のことを特徴とする請求項２ ０に記載の半導体レーザ制御システム。 ２４．第２電流源と第３電流源が、半導体レーザに容量結合されることを特徴 とする請求項２０に記載の半導体レーザ制御システム。 ２５．第４電流源が第３電流源に比例し、第４電流源が、第３電流源がパイロ ット・トーンに応答する半導体レーザを横切ってスイッチング可能であるように 、第３電流源に関して１８０°位相がずれるパイロット・トーンに応答する半導 体レーザにスイッチング可能であることを特徴とする請求項２４に記載の半導体 レーザ制御システム。