JP2002335041A - レーザ駆動装置及びレーザ駆動方法 - Google Patents
レーザ駆動装置及びレーザ駆動方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体レーザにおけるスクープノイズの抑制
のために駆動信号に高周波信号を重畳する場合におい
て、半導体レーザの温度特性や経時変化に依らずに、確
実、かつ、良好な高周波振幅の制御を行うことができる
ようにする。 【解決手段】 半導体レーザＬＤの駆動信号に高周波重
畳を行う電圧制御発振器３ａと、半導体レーザからの出
射光の少なくとも一部を受光する光検出器と、この光検
出器からの出力信号が高周波を抽出する狭域通過または
高域通過フィルタを介して入力され該出力信号に基づい
て振幅情報を抽出する振幅情報抽出手段と、この振幅情
報抽出手段により得られた振幅情報を基準値と比較し、
この比較結果に基づいて電圧制御発振器の制御を行う比
較手段とを備えた。
のために駆動信号に高周波信号を重畳する場合におい
て、半導体レーザの温度特性や経時変化に依らずに、確
実、かつ、良好な高周波振幅の制御を行うことができる
ようにする。 【解決手段】 半導体レーザＬＤの駆動信号に高周波重
畳を行う電圧制御発振器３ａと、半導体レーザからの出
射光の少なくとも一部を受光する光検出器と、この光検
出器からの出力信号が高周波を抽出する狭域通過または
高域通過フィルタを介して入力され該出力信号に基づい
て振幅情報を抽出する振幅情報抽出手段と、この振幅情
報抽出手段により得られた振幅情報を基準値と比較し、
この比較結果に基づいて電圧制御発振器の制御を行う比
較手段とを備えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、光ディス
クからの情報信号の読出し等に用いる半導体レーザを駆
動させるためのレーザレーザ駆動装置及びレーザ駆動方
法に関する。
クからの情報信号の読出し等に用いる半導体レーザを駆
動させるためのレーザレーザ駆動装置及びレーザ駆動方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、相変化光ディスクや光磁気ディス
ク等の如き光ディスクから情報信号を読出すには、半導
体レーザを光源として有する光学ピックアップ装置が使
用されている。この光学ピックアップ装置において、半
導体レーザは、レーザ駆動装置によって駆動される。
ク等の如き光ディスクから情報信号を読出すには、半導
体レーザを光源として有する光学ピックアップ装置が使
用されている。この光学ピックアップ装置において、半
導体レーザは、レーザ駆動装置によって駆動される。
【０００３】このレーザ駆動装置としては、半導体レー
ザが発する光の一部をフォトダイオード等の光検出器に
よって受光し、この光検出器の出力信号に基づいて半導
体レーザの駆動信号を制御する、いわゆる、ＡＰＣ（オ
ートマチックパワーコントロール（Automatic Power Co
ntrol ））回路を用いて該半導体レーザの発光出力を制
御するものが提案されている。
ザが発する光の一部をフォトダイオード等の光検出器に
よって受光し、この光検出器の出力信号に基づいて半導
体レーザの駆動信号を制御する、いわゆる、ＡＰＣ（オ
ートマチックパワーコントロール（Automatic Power Co
ntrol ））回路を用いて該半導体レーザの発光出力を制
御するものが提案されている。
【０００４】そして、このレーザ駆動装置においては、
光ディスクからの反射光が半導体レーザに戻ることによ
り該半導体レーザが発生するいわゆるスクープノイズを
抑制するため、該半導体レーザの駆動信号に発振器（電
圧出力型）によって高周波を重畳するように構成された
ものが提案されている。
光ディスクからの反射光が半導体レーザに戻ることによ
り該半導体レーザが発生するいわゆるスクープノイズを
抑制するため、該半導体レーザの駆動信号に発振器（電
圧出力型）によって高周波を重畳するように構成された
ものが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なレーザ駆動装置においては、重畳される高周波の周波
数が高く、かつ、光の波形は複雑な歪み波であるため、
振幅の制御が困難となっていた。すなわち、ＡＰＣ回路
によっては、重畳される高周波には追従できないため、
半導体レーザの発光出力は、低帯域成分について（直流
〜ＲＦ信号帯域）は、コントロールされるが、重畳され
る高周波の振幅変動を抑えることはできない。そのた
め、従来のレーザ駆動装置においては、高周波重畳につ
いては、所望の振幅を決定し、固定出力として半導体レ
ーザに供給するような方式を採用していた。
なレーザ駆動装置においては、重畳される高周波の周波
数が高く、かつ、光の波形は複雑な歪み波であるため、
振幅の制御が困難となっていた。すなわち、ＡＰＣ回路
によっては、重畳される高周波には追従できないため、
半導体レーザの発光出力は、低帯域成分について（直流
〜ＲＦ信号帯域）は、コントロールされるが、重畳され
る高周波の振幅変動を抑えることはできない。そのた
め、従来のレーザ駆動装置においては、高周波重畳につ
いては、所望の振幅を決定し、固定出力として半導体レ
ーザに供給するような方式を採用していた。
【０００６】しかしながら、半導体レーザには、温度特
性による変動や経年劣化等があり、いずれの場合も、一
定入力においての光出力が変動してしまう傾向がある。
すなわち、温度特性については、環境温度が高くなるに
つれて、スロープ効率は低くなる。また、高周波重畳信
号を電圧で駆動している場合、半導体レーザの微分抵抗
の温度特性も無視できず、その傾向は、環境温度が上昇
するにしたがって低くなる。この場合、高周波電流は増
加する傾向にあり、電流−光出力（Ｉ−Ｌ）特性との兼
ね合いで、ピーク出力が高くなる可能性がある。このよ
うな変動によってピーク出力が高くなることにより、書
き換え可能（リライタブル）な光ディスクにすでに記録
されている情報信号を読出そうとするときに、最悪の場
合は、該情報信号が誤って消去されてしまう虞れがあ
る。
性による変動や経年劣化等があり、いずれの場合も、一
定入力においての光出力が変動してしまう傾向がある。
すなわち、温度特性については、環境温度が高くなるに
つれて、スロープ効率は低くなる。また、高周波重畳信
号を電圧で駆動している場合、半導体レーザの微分抵抗
の温度特性も無視できず、その傾向は、環境温度が上昇
するにしたがって低くなる。この場合、高周波電流は増
加する傾向にあり、電流−光出力（Ｉ−Ｌ）特性との兼
ね合いで、ピーク出力が高くなる可能性がある。このよ
うな変動によってピーク出力が高くなることにより、書
き換え可能（リライタブル）な光ディスクにすでに記録
されている情報信号を読出そうとするときに、最悪の場
合は、該情報信号が誤って消去されてしまう虞れがあ
る。
【０００７】そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提
案されるものであって、スクープノイズの抑制のために
駆動信号に高周波信号を重畳する場合において、半導体
レーザの温度特性や経時変化に依らずに、確実、かつ、
良好な振幅の制御を行うことができるようになされたレ
ーザ駆動装置及びレーザ駆動方法を提供しようとするも
のである。
案されるものであって、スクープノイズの抑制のために
駆動信号に高周波信号を重畳する場合において、半導体
レーザの温度特性や経時変化に依らずに、確実、かつ、
良好な振幅の制御を行うことができるようになされたレ
ーザ駆動装置及びレーザ駆動方法を提供しようとするも
のである。
【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、本発明に係るレーザ駆動装置は、半導体レーザの駆
動信号に高周波重畳を行う電圧制御発振器と、半導体レ
ーザからの出射光の少なくとも一部を受光する光検出器
と、この光検出器からの出力信号が高周波を抽出する狭
域通過または高域通過フィルタを介して入力され該出力
信号に基づいて振幅情報を抽出する振幅情報抽出手段
と、この振幅情報抽出手段により得られた振幅情報を基
準値と比較し、この比較結果に基づいて電圧制御発振器
の制御を行う比較手段とを備えたことを特徴とするもの
である。
め、本発明に係るレーザ駆動装置は、半導体レーザの駆
動信号に高周波重畳を行う電圧制御発振器と、半導体レ
ーザからの出射光の少なくとも一部を受光する光検出器
と、この光検出器からの出力信号が高周波を抽出する狭
域通過または高域通過フィルタを介して入力され該出力
信号に基づいて振幅情報を抽出する振幅情報抽出手段
と、この振幅情報抽出手段により得られた振幅情報を基
準値と比較し、この比較結果に基づいて電圧制御発振器
の制御を行う比較手段とを備えたことを特徴とするもの
である。
【０００９】また、本発明に係るレーザ駆動方法は、半
導体レーザの駆動信号に高周波重畳を行い、半導体レー
ザからの出射光の少なくとも一部を光検出器を用いて受
光させ、光検出器からの出力信号を高周波を抽出する狭
域通過または高域通過フィルタを介して振幅情報抽出手
段に入力させこの振幅情報抽出手段によって該出力信号
に基づく振幅情報を抽出させ、振幅情報を基準値と比較
しこの比較結果に基づいて上記高周波重畳についての制
御を行うことを特徴とするものである。
導体レーザの駆動信号に高周波重畳を行い、半導体レー
ザからの出射光の少なくとも一部を光検出器を用いて受
光させ、光検出器からの出力信号を高周波を抽出する狭
域通過または高域通過フィルタを介して振幅情報抽出手
段に入力させこの振幅情報抽出手段によって該出力信号
に基づく振幅情報を抽出させ、振幅情報を基準値と比較
しこの比較結果に基づいて上記高周波重畳についての制
御を行うことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。 〔１〕本発明に係るレーザ駆動方法は、以下に述べる本
発明に係るレーザ駆動装置によって実行される。このレ
ーザ駆動装置においては、図１に示すように、半導体レ
ーザを駆動するための駆動信号Ｓ０は、比較手段となる
差動回路（引き算回路）１の非反転入力端（＋）に入力
され、この差動回路１を経て、駆動信号Ｓ１として、フ
ィードバック制御器として利用する高利得増幅器２に入
力される。この高利得増幅器２を経た駆動信号Ｓ２は、
半導体レーザ駆動回路３に入力される。
を参照しながら説明する。 〔１〕本発明に係るレーザ駆動方法は、以下に述べる本
発明に係るレーザ駆動装置によって実行される。このレ
ーザ駆動装置においては、図１に示すように、半導体レ
ーザを駆動するための駆動信号Ｓ０は、比較手段となる
差動回路（引き算回路）１の非反転入力端（＋）に入力
され、この差動回路１を経て、駆動信号Ｓ１として、フ
ィードバック制御器として利用する高利得増幅器２に入
力される。この高利得増幅器２を経た駆動信号Ｓ２は、
半導体レーザ駆動回路３に入力される。
【００１１】この半導体レーザ駆動回路３は、発振信号
の振幅を直流電圧で制御できる電圧制御発振器である高
周波発振回路（ＯＳＣ）３ａを有している。この高周波
発振回路３ａは、駆動信号Ｓ２に対して、高周波重畳を
行う。この高周波発振回路３ａによって高周波重畳をな
された駆動信号は、トランジスタによって所定のバイア
スを与えられ、駆動信号Ｓ３として、半導体レーザＬＤ
に供給される。
の振幅を直流電圧で制御できる電圧制御発振器である高
周波発振回路（ＯＳＣ）３ａを有している。この高周波
発振回路３ａは、駆動信号Ｓ２に対して、高周波重畳を
行う。この高周波発振回路３ａによって高周波重畳をな
された駆動信号は、トランジスタによって所定のバイア
スを与えられ、駆動信号Ｓ３として、半導体レーザＬＤ
に供給される。
【００１２】そして、半導体レーザＬＤが発振して発し
た光束のうちの少なくとも一部は、フォトダイオードの
如き光検出器（受光素子）４によって受光される。この
光検出器４の出力信号Ｓ４は、電流−電圧（Ｉ−Ｖ）変
換されて高周波を抽出する狭域通過または高域通過（ハ
イパス）フィルタ５に供給される。このフィルタ５とし
ては、例えば、中心周波数が数百ＭＨｚで帯域が±百Ｍ
Ｈｚ程度の狭域通過フィルタ（ＢＰＦ）、あるいは、カ
ットオフ周波数が、例えば、１００ＭＨｚ乃至３００Ｍ
Ｈｚ程度の高域通過フィルタ（ＨＰＦ）を使用すること
ができる。このフィルタ５の出力信号Ｓ５は、高周波前
置増幅器６を経て、交流信号振幅を直流信号レベルに変
換して振幅情報を抽出する振幅情報抽出手段となるＡＣ
（交流）−ＤＣ（直流）変換回路（ＲＭＳ）７に入力さ
れる。
た光束のうちの少なくとも一部は、フォトダイオードの
如き光検出器（受光素子）４によって受光される。この
光検出器４の出力信号Ｓ４は、電流−電圧（Ｉ−Ｖ）変
換されて高周波を抽出する狭域通過または高域通過（ハ
イパス）フィルタ５に供給される。このフィルタ５とし
ては、例えば、中心周波数が数百ＭＨｚで帯域が±百Ｍ
Ｈｚ程度の狭域通過フィルタ（ＢＰＦ）、あるいは、カ
ットオフ周波数が、例えば、１００ＭＨｚ乃至３００Ｍ
Ｈｚ程度の高域通過フィルタ（ＨＰＦ）を使用すること
ができる。このフィルタ５の出力信号Ｓ５は、高周波前
置増幅器６を経て、交流信号振幅を直流信号レベルに変
換して振幅情報を抽出する振幅情報抽出手段となるＡＣ
（交流）−ＤＣ（直流）変換回路（ＲＭＳ）７に入力さ
れる。
【００１３】このＡＣ−ＤＣコンバータ回路７の出力で
ある直流信号Ｓ７は、ローパス（低域通過）フィルタ８
を経て、信号Ｓ８として、直流増幅器９に入力される。
この直流増幅器９の出力信号は、差動回路１の反転入力
端（−）に入力される。ローパスフィルタ８のカットオ
フ周波数としては、例えば、数十ｋＨｚ程度のものを使
用することができる。
ある直流信号Ｓ７は、ローパス（低域通過）フィルタ８
を経て、信号Ｓ８として、直流増幅器９に入力される。
この直流増幅器９の出力信号は、差動回路１の反転入力
端（−）に入力される。ローパスフィルタ８のカットオ
フ周波数としては、例えば、数十ｋＨｚ程度のものを使
用することができる。
【００１４】なお、使用できるＡＣ−ＤＣ変換回路７の
種類としては、実効値（二乗平均）回路（ＲＭＳ）の他
に、ピークホールド回路、または、対数変換回路、逆対
数変換回路及び平滑回路の組み合わせ、絶対値回路及び
平滑回路の組み合わせ、半波整流回路及び平滑回路の組
み合わせなどが考えられる。
種類としては、実効値（二乗平均）回路（ＲＭＳ）の他
に、ピークホールド回路、または、対数変換回路、逆対
数変換回路及び平滑回路の組み合わせ、絶対値回路及び
平滑回路の組み合わせ、半波整流回路及び平滑回路の組
み合わせなどが考えられる。
【００１５】上述のように構成されたレーザ駆動回路に
おいては、まず、差動回路１の非反転入力端（＋）に、
正の任意一定の信号レベルの駆動信号Ｓ０が印加され
る。この差動回路１は、非反転入力Ｓ０と反転入力Ｓ９
のレベル（電圧等）の差に相当する信号Ｓ１を出力す
る。この信号Ｓ２は、高利得増幅器２に入力される。高
利得増幅器２は、入力されたレベルを高いゲインで増幅
して信号Ｓ２を出力する。この高利得増幅器２は、半導
体レーザＬＤの電流光出力特性が温度で変動する性質を
フィードバック制御により抑制するものなので、利得帯
域幅積は小さくても構わない。
おいては、まず、差動回路１の非反転入力端（＋）に、
正の任意一定の信号レベルの駆動信号Ｓ０が印加され
る。この差動回路１は、非反転入力Ｓ０と反転入力Ｓ９
のレベル（電圧等）の差に相当する信号Ｓ１を出力す
る。この信号Ｓ２は、高利得増幅器２に入力される。高
利得増幅器２は、入力されたレベルを高いゲインで増幅
して信号Ｓ２を出力する。この高利得増幅器２は、半導
体レーザＬＤの電流光出力特性が温度で変動する性質を
フィードバック制御により抑制するものなので、利得帯
域幅積は小さくても構わない。
【００１６】ここで、差動回路１の反転入力端（−）に
印加されている信号Ｓ９のレベルがゼロであるとする
と、高利得増幅器２の出力信号Ｓ２の信号レベルは上昇
することとなる。すると、高周波発振回路３ａの出力信
号Ｓ３は、回路定数により決定された周波数で発振を開
始する。高周波の振幅は、高利得増幅器２の出力信号Ｓ
２の増加に伴って、単調に増加する。
印加されている信号Ｓ９のレベルがゼロであるとする
と、高利得増幅器２の出力信号Ｓ２の信号レベルは上昇
することとなる。すると、高周波発振回路３ａの出力信
号Ｓ３は、回路定数により決定された周波数で発振を開
始する。高周波の振幅は、高利得増幅器２の出力信号Ｓ
２の増加に伴って、単調に増加する。
【００１７】高周波発振回路３ａは、半導体レーザ駆動
回路３に内蔵されており、半導体レーザＬＤへの信号の
供給は、駆動回路を介す場合と、図１に示すように、発
振回路から直接入力する場合とが考えられる。すなわ
ち、半導体レーザ駆動用トランジスタ等を介さない場合
には、高周波信号は、高周波発振回路３ａより、結合コ
ンデンサを介して、半導体レーザＬＤに入力されること
になる。発振器３ａにおいては、入力された信号Ｓ２の
レベルに依存して出力振幅が変化するので、半導体レー
ザＬＤに印加する信号Ｓ３に重畳する高周波振幅が変わ
り、所望の光の重畳振幅が得られる。こうして、半導体
レーザＬＤが発光するレーザ光に高周波重畳がかかる。
発光波形のピーク出力は、高周波の発振振幅の増大とと
もに高くなる。
回路３に内蔵されており、半導体レーザＬＤへの信号の
供給は、駆動回路を介す場合と、図１に示すように、発
振回路から直接入力する場合とが考えられる。すなわ
ち、半導体レーザ駆動用トランジスタ等を介さない場合
には、高周波信号は、高周波発振回路３ａより、結合コ
ンデンサを介して、半導体レーザＬＤに入力されること
になる。発振器３ａにおいては、入力された信号Ｓ２の
レベルに依存して出力振幅が変化するので、半導体レー
ザＬＤに印加する信号Ｓ３に重畳する高周波振幅が変わ
り、所望の光の重畳振幅が得られる。こうして、半導体
レーザＬＤが発光するレーザ光に高周波重畳がかかる。
発光波形のピーク出力は、高周波の発振振幅の増大とと
もに高くなる。
【００１８】このようにして半導体レーザＬＤより発せ
られた光信号は、高帯域の光検出器４により受光され、
電気信号（電流）Ｓ４に変換される。こうして得られた
信号Ｓ４は、そのままフィルタ（狭域通過または高域通
過フィルタ）５に入力する。フィルタ５は、直流成分を
遮断し、次段の高周波増幅器６の動作点が変動するのを
抑え、振幅情報を抽出する。このフィルタ５は、高周波
増幅器６の動作点（電圧）に直流成分が影響を与えない
ようにし、また、この高周波増幅器６のダイナミックレ
ンジを大きくすることにも貢献する。
られた光信号は、高帯域の光検出器４により受光され、
電気信号（電流）Ｓ４に変換される。こうして得られた
信号Ｓ４は、そのままフィルタ（狭域通過または高域通
過フィルタ）５に入力する。フィルタ５は、直流成分を
遮断し、次段の高周波増幅器６の動作点が変動するのを
抑え、振幅情報を抽出する。このフィルタ５は、高周波
増幅器６の動作点（電圧）に直流成分が影響を与えない
ようにし、また、この高周波増幅器６のダイナミックレ
ンジを大きくすることにも貢献する。
【００１９】次段の高周波増幅器６は、光検出器４で得
られる信号Ｓ４が小振幅であるがゆえに帰還される信号
Ｓ５が小振幅となるために設けたもので、これを増幅
し、次段のＡＣ−ＤＣ変換回路７が動作可能な範囲まで
振幅を大きくする。これにより、ＡＣ−ＤＣ変換回路７
におけるＳ／Ｎ比が確保されるとともに、変換誤差が軽
減される。
られる信号Ｓ４が小振幅であるがゆえに帰還される信号
Ｓ５が小振幅となるために設けたもので、これを増幅
し、次段のＡＣ−ＤＣ変換回路７が動作可能な範囲まで
振幅を大きくする。これにより、ＡＣ−ＤＣ変換回路７
におけるＳ／Ｎ比が確保されるとともに、変換誤差が軽
減される。
【００２０】こうして得られた高周波信号Ｓ６をＡＣ−
ＤＣ変換回路７に入力し、振幅に応じたレベルの直流信
号Ｓ７に変換する。すなわち、ＡＣ−ＤＣ変換回路７
は、交流信号を二乗平均値にして直流レベルで出力して
信号Ｓ７とする。
ＤＣ変換回路７に入力し、振幅に応じたレベルの直流信
号Ｓ７に変換する。すなわち、ＡＣ−ＤＣ変換回路７
は、交流信号を二乗平均値にして直流レベルで出力して
信号Ｓ７とする。
【００２１】この直流信号Ｓ７は、ローパス（低域通
過）フィルタ８に入力され、安定度を高められた直流信
号Ｓ８となる。この信号Ｓ８は、直流増幅器９に入力さ
れる。低域フィルタ８は、開ループ帯域を低くする。こ
のローパスフィルタ８のカットオフ周波数としては、例
えば、数十ｋＨｚ程度のものを使用することができる。
直流増幅器９は、入力信号を増幅することにより、帰還
率を大きくして、閉ループ利得を小さくし、所望の振幅
に調整し易くする。これらの動作により、フィードバッ
ク制御系のループ帯域を低くすることができるので、配
線の延長による輻射を気にする必要がなくなる。ただ
し、増幅器９は、帰還回路に含まれ、扱う信号が直流で
あることから、温度ドリフトの小さいものが要求され
る。
過）フィルタ８に入力され、安定度を高められた直流信
号Ｓ８となる。この信号Ｓ８は、直流増幅器９に入力さ
れる。低域フィルタ８は、開ループ帯域を低くする。こ
のローパスフィルタ８のカットオフ周波数としては、例
えば、数十ｋＨｚ程度のものを使用することができる。
直流増幅器９は、入力信号を増幅することにより、帰還
率を大きくして、閉ループ利得を小さくし、所望の振幅
に調整し易くする。これらの動作により、フィードバッ
ク制御系のループ帯域を低くすることができるので、配
線の延長による輻射を気にする必要がなくなる。ただ
し、増幅器９は、帰還回路に含まれ、扱う信号が直流で
あることから、温度ドリフトの小さいものが要求され
る。
【００２２】直流信号Ｓ９は、差動回路１の反転入力端
（−）に入力される。そして、差動回路１は、非反転入
力Ｓ０と反転入力Ｓ９のレベル（電圧等）の差に相当す
る信号Ｓ１を出力する。
（−）に入力される。そして、差動回路１は、非反転入
力Ｓ０と反転入力Ｓ９のレベル（電圧等）の差に相当す
る信号Ｓ１を出力する。
【００２３】レーザ光の重畳振幅が大きくなると、差動
回路１の反転入力端（−）に入力される信号Ｓ９のレベ
ルも大きくなり、非反転入力端（＋）に入力されている
信号Ｓ０のレベルは一定なので、高利得増幅器２の出力
信号Ｓ２のレベルは小さくなる。また、逆に、レーザ光
の重畳振幅が小さくなると、差動回路１の反転入力端
（−）に入力される信号Ｓ９のレベルは小さくなり、高
利得増幅器２の出力信号Ｓ２のレベルが高くなって、高
周波発振回路３ａの出力信号Ｓ３のレベルは大きくな
る。このような動作原理により、半導体レーザＬＤの温
度特性で光波形の重畳振幅が変動した場合、レーザ光に
おける高周波重畳振幅が制御される。
回路１の反転入力端（−）に入力される信号Ｓ９のレベ
ルも大きくなり、非反転入力端（＋）に入力されている
信号Ｓ０のレベルは一定なので、高利得増幅器２の出力
信号Ｓ２のレベルは小さくなる。また、逆に、レーザ光
の重畳振幅が小さくなると、差動回路１の反転入力端
（−）に入力される信号Ｓ９のレベルは小さくなり、高
利得増幅器２の出力信号Ｓ２のレベルが高くなって、高
周波発振回路３ａの出力信号Ｓ３のレベルは大きくな
る。このような動作原理により、半導体レーザＬＤの温
度特性で光波形の重畳振幅が変動した場合、レーザ光に
おける高周波重畳振幅が制御される。
【００２４】なお、高周波発振回路３ａを制御を所定の
時定数をもって行うことにより、駆動信号に重畳された
高周波の振幅の半導体レーザＬＤのパッケージの温度変
化による変動を抑制することができる。 〔２〕そして、本発明に係るレーザ駆動装置は、図２に
示すように、ＡＰＣ（Automatic Power Control）回路
２００をも備えて構成されるものとしてもよい。このレ
ーザ駆動装置においても、本発明に係るレーザ駆動方法
が実行される。
時定数をもって行うことにより、駆動信号に重畳された
高周波の振幅の半導体レーザＬＤのパッケージの温度変
化による変動を抑制することができる。 〔２〕そして、本発明に係るレーザ駆動装置は、図２に
示すように、ＡＰＣ（Automatic Power Control）回路
２００をも備えて構成されるものとしてもよい。このレ
ーザ駆動装置においても、本発明に係るレーザ駆動方法
が実行される。
【００２５】このレーザ駆動装置において、高周波重畳
振幅制御回路部１００は、図１に示したレーザ駆動装置
と略々同様の構成となっている。ただし、この高周波重
畳振幅制御回路部１００においては、フィルタ５は、帯
域分割フィルタとなっており、入力信号を高周波成分と
低帯域成分とに分波し、低帯域成分をＡＰＣ回路２００
に帰還できるようになっている。
振幅制御回路部１００は、図１に示したレーザ駆動装置
と略々同様の構成となっている。ただし、この高周波重
畳振幅制御回路部１００においては、フィルタ５は、帯
域分割フィルタとなっており、入力信号を高周波成分と
低帯域成分とに分波し、低帯域成分をＡＰＣ回路２００
に帰還できるようになっている。
【００２６】すなわち、このレーザ駆動装置において
は、フィルタ５の低帯域成分が出力される端子に、ＡＰ
Ｃ回路２００が接続されている。ＡＰＣ回路２００は、
差動回路１０、高利得増幅器１１、フィードバック制御
系の極性適合用の反転増幅回路１２、電流電圧変換回路
１３、フィードバック制御系の極性適合用の反転増幅回
路１４、及び、ローパス（低域通過）フィルタ１５を有
して構成されている。なお、反転増幅回路１２，１４
は、フィードバック制御系の極性適合用なので、省略す
る場合もある。
は、フィルタ５の低帯域成分が出力される端子に、ＡＰ
Ｃ回路２００が接続されている。ＡＰＣ回路２００は、
差動回路１０、高利得増幅器１１、フィードバック制御
系の極性適合用の反転増幅回路１２、電流電圧変換回路
１３、フィードバック制御系の極性適合用の反転増幅回
路１４、及び、ローパス（低域通過）フィルタ１５を有
して構成されている。なお、反転増幅回路１２，１４
は、フィードバック制御系の極性適合用なので、省略す
る場合もある。
【００２７】フィルタ５の低帯域成分が出力される端子
から出力された信号Ｓ１４は、電流電圧変換回路１３を
経て信号Ｓ１５となり、反転増幅回路１４を経て信号Ｓ
１６となり、ローパスフィルタ１５を経て信号Ｓ１７と
なって、差動回路１０の反転入力端に入力される。この
差動回路１０の非反転入力端には、基準となる信号Ｓ１
０が入力される。この差動回路１０の出力信号Ｓ１１
は、高利得増幅器１１を経て信号Ｓ１２となり、反転増
幅回路１２を経て信号Ｓ１３となって、半導体レーザ駆
動回路３に供給される。
から出力された信号Ｓ１４は、電流電圧変換回路１３を
経て信号Ｓ１５となり、反転増幅回路１４を経て信号Ｓ
１６となり、ローパスフィルタ１５を経て信号Ｓ１７と
なって、差動回路１０の反転入力端に入力される。この
差動回路１０の非反転入力端には、基準となる信号Ｓ１
０が入力される。この差動回路１０の出力信号Ｓ１１
は、高利得増幅器１１を経て信号Ｓ１２となり、反転増
幅回路１２を経て信号Ｓ１３となって、半導体レーザ駆
動回路３に供給される。
【００２８】このレーザ駆動装置における重畳制御の開
ループ帯域は、重畳制御回路のローパスフィルタフィル
タ８及びＡＰＣ回路２００のローパスフィルタ１５の設
定により、該ＡＰＣ回路２００の開ループ帯域よりも充
分に低くする。ローパスフィルタ１５としては、系全体
が発振しないことを前提として、カットオフ周波数が高
いほど有利であるが、現状では、例えば、カットオフ周
波数が数十ＭＨｚ程度のものが使用される。
ループ帯域は、重畳制御回路のローパスフィルタフィル
タ８及びＡＰＣ回路２００のローパスフィルタ１５の設
定により、該ＡＰＣ回路２００の開ループ帯域よりも充
分に低くする。ローパスフィルタ１５としては、系全体
が発振しないことを前提として、カットオフ周波数が高
いほど有利であるが、現状では、例えば、カットオフ周
波数が数十ＭＨｚ程度のものが使用される。
【００２９】ここで、ＡＰＣ回路２００と重畳振幅制御
回路１００の高利得増幅器１１，２の出力信号Ｓ１３，
Ｓ２がそれぞれあるレベルで出力されているとする。こ
のとき、半導体レーザＬＤには電流が流れ、レーザ光が
発光されるが、同時に、半導体レーザＬＤは、自己発熱
により温度上昇する。この温度上昇により、半導体レー
ザＬＤにおいては、スロープ効率が低くなり、しきい値
電流が高くなり、また、微分抵抗が低くなる。半導体レ
ーザＬＤへの高周波信号の印加方式により温度変動の傾
向は異なり、電流駆動ではスロープ効率のみに依存し、
電圧駆動ではスロープ効率の他、微分抵抗にも依存す
る。
回路１００の高利得増幅器１１，２の出力信号Ｓ１３，
Ｓ２がそれぞれあるレベルで出力されているとする。こ
のとき、半導体レーザＬＤには電流が流れ、レーザ光が
発光されるが、同時に、半導体レーザＬＤは、自己発熱
により温度上昇する。この温度上昇により、半導体レー
ザＬＤにおいては、スロープ効率が低くなり、しきい値
電流が高くなり、また、微分抵抗が低くなる。半導体レ
ーザＬＤへの高周波信号の印加方式により温度変動の傾
向は異なり、電流駆動ではスロープ効率のみに依存し、
電圧駆動ではスロープ効率の他、微分抵抗にも依存す
る。
【００３０】ここで、半導体レーザＬＤに流れ込む交流
電流をｉとし、スロープ効率をη、微分抵抗をＲｄ、印
加される電圧をｖとすると、光出力ｐは、電流駆動で
は、 ｐ＝η・ｉ となり、電圧駆動では、 ｐ＝η・ｖ／Ｒｄ となる。これらの式から、ピーク出力は、電流駆動の場
合では低く、電圧駆動の場合はη、Ｒｄの温度変化量次
第で高くもなり低くもなることがわかる。ここでは、温
度上昇でピーク出力が高くなり、その結果、平均出力が
高くなることを想定する。半導体レーザＬＤから発する
光信号は、光検出器４によって光電変換され、フィルタ
（帯域分割フィルタ）５により、低帯域成分と高周波成
分とに分割される。そして、ＡＰＣ回路２００には、低
帯域成分の信号が帰還され、重畳振幅制御回路１００に
は、高周波成分が帰還される。
電流をｉとし、スロープ効率をη、微分抵抗をＲｄ、印
加される電圧をｖとすると、光出力ｐは、電流駆動で
は、 ｐ＝η・ｉ となり、電圧駆動では、 ｐ＝η・ｖ／Ｒｄ となる。これらの式から、ピーク出力は、電流駆動の場
合では低く、電圧駆動の場合はη、Ｒｄの温度変化量次
第で高くもなり低くもなることがわかる。ここでは、温
度上昇でピーク出力が高くなり、その結果、平均出力が
高くなることを想定する。半導体レーザＬＤから発する
光信号は、光検出器４によって光電変換され、フィルタ
（帯域分割フィルタ）５により、低帯域成分と高周波成
分とに分割される。そして、ＡＰＣ回路２００には、低
帯域成分の信号が帰還され、重畳振幅制御回路１００に
は、高周波成分が帰還される。
【００３１】この場合、設定よりも高い平均レベルの信
号が帰還されることになるので、ＡＰＣ回路２００の出
力Ｓ１３は低くなり、設定されている出力に自動調整さ
れる。一方、カットオフ周波数以上の高周波信号は、Ａ
Ｃ−ＤＣ変換回路７で直流に変換され、ピークが大きく
なれば振幅も大きくなり、二乗平均値も大きくなる。ロ
ーパスフィルタ８は、開ループ帯域を低くし、ＡＰＣ回
路の出力信号Ｓ１３が整定する前に、重畳振幅が変動す
ることを抑える。
号が帰還されることになるので、ＡＰＣ回路２００の出
力Ｓ１３は低くなり、設定されている出力に自動調整さ
れる。一方、カットオフ周波数以上の高周波信号は、Ａ
Ｃ−ＤＣ変換回路７で直流に変換され、ピークが大きく
なれば振幅も大きくなり、二乗平均値も大きくなる。ロ
ーパスフィルタ８は、開ループ帯域を低くし、ＡＰＣ回
路の出力信号Ｓ１３が整定する前に、重畳振幅が変動す
ることを抑える。
【００３２】このレーザ駆動装置においても、使用でき
るＡＣ−ＤＣ変換回路７の種類としては、実効値（二乗
平均）回路（ＲＭＳ）の他に、ピークホールド回路、ま
たは、対数変換回路と逆対数変換回路の組み合わせ、絶
対値回路と平滑回路の組み合わせ、半波整流回路と平滑
回路の組み合わせなどが考えられる。
るＡＣ−ＤＣ変換回路７の種類としては、実効値（二乗
平均）回路（ＲＭＳ）の他に、ピークホールド回路、ま
たは、対数変換回路と逆対数変換回路の組み合わせ、絶
対値回路と平滑回路の組み合わせ、半波整流回路と平滑
回路の組み合わせなどが考えられる。
【００３３】
【発明の効果】上述のように、本発明に係るレーザ駆動
装置及びレーザ駆動方法においては、光検出器より得ら
れた高周波信号の振幅情報は、その直近で直流信号のレ
ベルに変換されるため、配線の引き回しを気にすること
なく、重畳振幅の情報を次段に伝送することできる。
装置及びレーザ駆動方法においては、光検出器より得ら
れた高周波信号の振幅情報は、その直近で直流信号のレ
ベルに変換されるため、配線の引き回しを気にすること
なく、重畳振幅の情報を次段に伝送することできる。
【００３４】また、振幅情報は、直流電圧レベルに変換
されるため、一巡伝達利得の使用帯域を低くすることが
でき、フィードバック系の位相余裕の設計時に自由度が
与えられる。
されるため、一巡伝達利得の使用帯域を低くすることが
でき、フィードバック系の位相余裕の設計時に自由度が
与えられる。
【００３５】さらに、高周波信号が歪み波であるとして
も、直流信号で負帰還をかけるため、フィードバック制
御系としてはなんの問題もなくなる。
も、直流信号で負帰還をかけるため、フィードバック制
御系としてはなんの問題もなくなる。
【００３６】本発明に係るレーザ駆動装置及びレーザ駆
動方法においては、以上の理由により、比較的簡単な回
路構成でありながら、半導体レーザの駆動信号に重畳す
る高周波の振幅制御を容易に行うことができる。
動方法においては、以上の理由により、比較的簡単な回
路構成でありながら、半導体レーザの駆動信号に重畳す
る高周波の振幅制御を容易に行うことができる。
【００３７】これにより、従来より採用されているＡＰ
Ｃ回路では制御不能だった光のピーク出力が制御可能と
なり、半導体レーザの温度特性による電流−光出力（Ｉ
−Ｌ）特性変動や経年劣化によらず、ピーク出力を一定
に保つことできる。
Ｃ回路では制御不能だった光のピーク出力が制御可能と
なり、半導体レーザの温度特性による電流−光出力（Ｉ
−Ｌ）特性変動や経年劣化によらず、ピーク出力を一定
に保つことできる。
【００３８】したがって、半導体レーザの特性変化に依
存せず、高周波重畳振幅の安定化を図ることができ、重
畳による書換え可能（リライタブル）光ディスクにおけ
るデータの誤消去といった現象を回避することができ
る。
存せず、高周波重畳振幅の安定化を図ることができ、重
畳による書換え可能（リライタブル）光ディスクにおけ
るデータの誤消去といった現象を回避することができ
る。
【００３９】すなわち、本発明は、スクープノイズの抑
制のために駆動信号に高周波信号を重畳する場合におい
て、半導体レーザの温度特性や経時変化に依らずに、確
実、かつ、良好な振幅の制御を行うことができるように
なされたレーザ駆動装置及びレーザ駆動方法を提供する
ことができるものである。
制のために駆動信号に高周波信号を重畳する場合におい
て、半導体レーザの温度特性や経時変化に依らずに、確
実、かつ、良好な振幅の制御を行うことができるように
なされたレーザ駆動装置及びレーザ駆動方法を提供する
ことができるものである。
【図１】本発明に係るレーザ駆動装置及びレーザ駆動方
法の構成を示すブロック図である。
法の構成を示すブロック図である。
【図２】上記レーザ駆動装置をＡＰＣ回路と併用する場
合の構成を示すブロック図である。
合の構成を示すブロック図である。
１ 差動回路、２ 高利得増幅器、３ レーザ駆動回
路、３ａ 高周波発振回路、４ 光検出器、５ フィル
タ、６ 高周波前置増幅器、７ ＡＣ−ＤＣコンバータ
回路、８ ローパスフィルタ、９ 直流増幅器、１００
重畳振幅制御回路、２００ ＡＰＣ回路
路、３ａ 高周波発振回路、４ 光検出器、５ フィル
タ、６ 高周波前置増幅器、７ ＡＣ−ＤＣコンバータ
回路、８ ローパスフィルタ、９ 直流増幅器、１００
重畳振幅制御回路、２００ ＡＰＣ回路
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体レーザの駆動信号に高周波重畳を
行う電圧制御発振器と、 上記半導体レーザからの出射光の少なくとも一部を受光
する光検出器と、 上記光検出器からの出力信号が、高周波を抽出する狭域
通過または高域通過フィルタを介して入力され、該出力
信号に基づいて振幅情報を抽出する振幅情報抽出手段
と、 上記振幅情報抽出手段により得られた振幅情報を基準値
と比較し、この比較結果に基づいて上記電圧制御発振器
の制御を行う比較手段とを備えたことを特徴とするレー
ザ駆動装置。 - 【請求項２】 振幅情報は、光検出器からの出力信号か
ら直流成分が排除され交流成分のみが抽出された信号で
あることを特徴とする請求項１記載のレーザ駆動装置。 - 【請求項３】 比較手段は、所定の時定数で電圧制御発
振器の制御を行うことにより、駆動信号に重畳された高
周波の振幅の半導体レーザのパッケージの温度変化によ
る変動を抑制することを特徴とする請求項１記載のレー
ザ駆動装置。 - 【請求項４】 光検出器からの出力信号が高周波を抽出
する狭域通過または高域通過フィルタを介して入力さ
れ、この信号に基づいて高周波重畳がなされた駆動信号
のバイアスを調整する自動光出力制御回路を備えている
ことを特徴とする請求項１記載のレーザ駆動装置。 - 【請求項５】 半導体レーザの駆動信号に高周波重畳を
行い、 上記半導体レーザからの出射光の少なくとも一部を光検
出器を用いて受光させ、 上記光検出器からの出力信号を、高周波を抽出する狭域
通過または高域通過フィルタを介して振幅情報抽出手段
に入力させ、この振幅情報抽出手段によって該出力信号
に基づく振幅情報を抽出させ、 上記振幅情報を基準値と比較し、この比較結果に基づい
て上記高周波重畳についての制御を行うことを特徴とす
るレーザ駆動方法。 - 【請求項６】 光検出器からの出力信号を高周波を抽出
する狭域通過または高域通過フィルタを介して自動光出
力制御回路に入力し、この信号に基づいて該自動光出力
制御回路によって高周波重畳がなされた駆動信号のバイ
アスを調整させることを特徴とする請求項５記載のレー
ザ駆動方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001136486A JP2002335041A (ja) | 2001-05-07 | 2001-05-07 | レーザ駆動装置及びレーザ駆動方法 |
| US10/137,453 US6778570B2 (en) | 2001-05-07 | 2002-05-03 | Laser driving apparatus and method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001136486A JP2002335041A (ja) | 2001-05-07 | 2001-05-07 | レーザ駆動装置及びレーザ駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002335041A true JP2002335041A (ja) | 2002-11-22 |
Family
ID=18983753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001136486A Abandoned JP2002335041A (ja) | 2001-05-07 | 2001-05-07 | レーザ駆動装置及びレーザ駆動方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6778570B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002335041A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| WO2004105006A1 (ja) * | 2003-05-20 | 2004-12-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 光ディスク装置および情報記録再生方法 |
| WO2005101597A1 (ja) * | 2004-04-15 | 2005-10-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | レーザ駆動装置、レーザ駆動ｉｃ、光ピックアップ及び情報再生装置 |
| JP2007042218A (ja) * | 2005-08-03 | 2007-02-15 | Sony Corp | 編集機及びレーザ駆動方法 |
| JP2010097988A (ja) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光送信装置 |
| JP2015514332A (ja) * | 2012-04-17 | 2015-05-18 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | レーザーダイオード駆動制御信号を生成する回路 |
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|---|---|---|---|---|
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| CN100530378C (zh) * | 2004-11-10 | 2009-08-19 | 松下电器产业株式会社 | 光信息记录再生装置 |
| JP4536490B2 (ja) * | 2004-11-15 | 2010-09-01 | 浜松ホトニクス株式会社 | レーザ装置及びその制御方法 |
| CN100472620C (zh) * | 2005-09-22 | 2009-03-25 | 松下电器产业株式会社 | 半导体激光器驱动装置、光头装置和光信息记录再生装置 |
| US7505496B2 (en) * | 2006-04-05 | 2009-03-17 | Ciena Corporation | Systems and methods for real-time compensation for non-linearity in optical sources for analog signal transmission |
| JP5765022B2 (ja) * | 2011-03-31 | 2015-08-19 | ソニー株式会社 | 微小粒子分析装置及び微小粒子分析方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US5825733A (en) * | 1990-07-31 | 1998-10-20 | Sony Corporation | Optical disc recording apparatus for recording data at a disc rotational speed selected from a range of disc rotational speeds |
| US5694409A (en) * | 1994-07-15 | 1997-12-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Device for driving a semiconductor laser by a plurality of driving elements |
| US5883986A (en) * | 1995-06-02 | 1999-03-16 | Xerox Corporation | Method and system for automatic transcription correction |
| US5936986A (en) * | 1996-07-30 | 1999-08-10 | Bayer Corporation | Methods and apparatus for driving a laser diode |
| US5883378A (en) * | 1996-07-30 | 1999-03-16 | Bayer Corporation | Apparatus and methods for transmitting electrical signals indicative of optical interactions between a light beam and a flowing suspension of particles |
| JP3708767B2 (ja) * | 1999-06-25 | 2005-10-19 | 株式会社東芝 | 半導体集積回路とこれを含む光ピックアップ光学系ユニット及び光ピックアップ装置 |
-
2001
- 2001-05-07 JP JP2001136486A patent/JP2002335041A/ja not_active Abandoned
-
2002
- 2002-05-03 US US10/137,453 patent/US6778570B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| WO2004105006A1 (ja) * | 2003-05-20 | 2004-12-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 光ディスク装置および情報記録再生方法 |
| JPWO2004105006A1 (ja) * | 2003-05-20 | 2006-07-20 | 松下電器産業株式会社 | 光ディスク装置および情報記録再生方法 |
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| WO2005101597A1 (ja) * | 2004-04-15 | 2005-10-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | レーザ駆動装置、レーザ駆動ｉｃ、光ピックアップ及び情報再生装置 |
| JP2007042218A (ja) * | 2005-08-03 | 2007-02-15 | Sony Corp | 編集機及びレーザ駆動方法 |
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| JP2010097988A (ja) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光送信装置 |
| JP2015514332A (ja) * | 2012-04-17 | 2015-05-18 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | レーザーダイオード駆動制御信号を生成する回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6778570B2 (en) | 2004-08-17 |
| US20020163946A1 (en) | 2002-11-07 |
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