JP2003046187A - レーザダイオードの制御回路 - Google Patents

レーザダイオードの制御回路

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JP2003046187A
JP2003046187A JP2001230445A JP2001230445A JP2003046187A JP 2003046187 A JP2003046187 A JP 2003046187A JP 2001230445 A JP2001230445 A JP 2001230445A JP 2001230445 A JP2001230445 A JP 2001230445A JP 2003046187 A JP2003046187 A JP 2003046187A
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laser diode
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Akio Mukai
聡夫 向井
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Asahi Kasei Microsystems Co Ltd
Asahi Kasei Microdevices Corp
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Asahi Kasei Microsystems Co Ltd
Asahi Kasei Microdevices Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザダイオードの劣化に伴う発光波長の変
動の補償を波長フィルタを使用せずに実現し、全体の制
作費用の低減化を実現すること。 【解決手段】 補償電流算出回路28は、光量センサ2
6の検出光量を目標光量と比較し、レーザダイオード2
2を駆動する際の補償電流ΔIを求める。加算回路29
は、目標駆動電流にその補償電流ΔIを加算する。レー
ザダイオード駆動回路30は、その加算電流に基づきレ
ーザダイオード22を駆動する。補償温度算出回路31
は、その補償電流ΔIに基づいてレーザダイオード22
を温度制御する際の補償温度ΔTを求める.加算回路3
2は、目標温度にその補償温度ΔTを加算する。温度制
御回路33は、温度センサ27の検出温度をその修正目
標温度と比較し、その両者が一致するような制御信号を
生成する。ペルチェ素子駆動回路34は、その制御信号
に基づきペルチェ素子24を駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザダイオード
の制御回路に関し、特に、レーザダイオード(半導体レ
ーザ)の劣化に伴う発光波長の補償を行うようにしたも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のレーザダイオードの制御
回路としては、例えば図2に示すようなものが知られて
いる。この従来回路は、図2に示すように、レーザダイ
オード・モジュール1に含まれるレーザダイオード2の
駆動電流を制御することによりその発光量の補償を行う
発光制御部3と、熱電素子、例えばペルチェ素子4の駆
動制御によりレーザダイオード2の加熱、冷却を行って
その発光波長の補償を行う温度制御部5とを備えてい
る。
【0003】レーザダイオード・モジュール1は、レー
ザダイオード2、ペルチェ素子4の他に、光量センサ6
と、分波器7と、波長フィルタ8、9と、2つの光量セ
ンサ10、11とを含んでいる。ペルチェ素子4は、レ
ーザダイオード2の冷却または加熱を行うものである。
光量センサ6は、レーザダイオード2の発生光量を検出
するセンサである。分波器7は、レーザダイオード2の
発生する光を2つに分けるものである。
【0004】波長フィルタ8、9は、その分波器7で分
けられた各光のうちの所定の各波長の成分をそれぞれ通
過させるフィルタである。光量センサ10、11は、波
長フィルタ8、9を通過した各波長毎の光の量を検出す
るセンサである。発光制御部3は、光量センサ6と、発
光制御回路12と、レーザダイオード駆動回路13とか
らなる。
【0005】発光制御回路12は、光量センサ6の検出
光量を目標値と比較し、その両者を一致させるための制
御信号を生成する回路である。レーザダイオード駆動回
路13は、その制御信号に基づいてレーザダイオード2
を駆動する回路である。温度制御部5は、光量センサ1
0、11と、温度制御回路14と、ペルチェ素子駆動回
路15とからなる。
【0006】温度制御回路14は、光量センサ10、1
1の各検出光量を、その各検出した光の各波長に対応す
る第1および第2の目標値とそれぞれ比較し、その各比
較結果がそれぞれ一致するような制御信号を出力する回
路である。ペルチェ素子駆動回路15は、その制御信号
に基づき、ペルチェ素子4がレーザダイオード2の冷却
または加熱を行うようにペルチェ素子4を駆動する回路
である。
【0007】次に、このような構成からなる従来回路の
動作例について、図2を参照して説明する。光量センサ
6は、レーザダイオード2の発生する光量を検出し、こ
の検出光量を発光制御回路12に供給する。発光制御回
路12は、その検出光量をレーザダイオード2の発光量
の目標値と比較し、その検出光量が目標値になるような
制御信号を生成し、これをレーザダイオード駆動回路1
3に出力する。レーザダイオード駆動回路13は、その
制御信号に基づきレーザダイオード2を駆動する.一
方、光量センサ10、11は、波長フィルタ8、9を通
過した各波長毎の光量を検出し、その各検出光量を温度
制御回路14に供給する。温度制御回路14は、その各
検出光量を、各波長に対応する各光量の第1および第2
の目標値とそれぞれ比較し、その各検出光量が第1およ
び第2の目標値となるような制御信号を生成する。ペル
チェ素子駆動回路15は、その制御信号に基づき、ペル
チェ素子4がレーザダイオード2の冷却または加熱を行
うようにペルチェ素子4を駆動する。
【0008】このような動作により、従来回路では、発
光制御部3によりレーザダイオード2の劣化に伴う発光
量の補償を行い、温度制御部5によりレーザダイオード
2の劣化に伴う発光波長の補償を行っている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】このように、図2に示
すような従来回路では、レーザダイオード2の発生する
光を分波器7で2つに分割し、この分割光を波長フィル
タ8、9を通過させることにより各波長毎の光を取り出
し、この取り出した各光の量を光量センサ10、11で
それぞれ検出するようにしている。
【0010】このため、レーザダイオードの劣化に伴う
発光波長の補償は正確であるが、複数の波長フィルタが
必要になる。波長フィルタは、一般に高価であり全体の
制作費用が嵩むという不都合がある。従って、波長フィ
ルタを使用せずに、全体の制作費用の低減化の実現が望
まれる。そこで、本発明の目的は、上記の点に鑑み、レ
ーザダイオードの劣化に伴う発光波長の変動の補償を波
長フィルタを使用せずに実現するようにし、もって全体
の制作費用の低減化を実現できるレーザダイオードの制
御回路を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、本発
明の目的を達成するために、請求項1〜請求項3に記載
の各発明は、以下のように構成した。すなわち、請求項
1に記載の発明は、レーザダイオードの発光量を検出す
る光量センサと、前記光量センサの検出光量を前記レー
ザダイオードの使用初期における目標光量と比較し、そ
の比較結果に応じて前記レーザダイオードを駆動する際
の補償電流を求める補償電流算出手段と、前記レーザダ
イオードの使用初期の目標駆動電流に、前記補償電流算
出手段で求めた補償電流を加算し、その加算電流により
前記レーザダイオードを駆動する発光制御手段と、熱電
素子により冷却または加熱される前記レーザダイオード
の温度を検出する温度センサと、前記補償電流算出手段
で求めた補償電流に基づいて前記レーザダイオードを温
度制御する際の補償温度を求める補償温度算出手段と、
前記レーザダイオードの使用初期の目標温度を、前記補
償温度算出手段で求めた補償温度で修正する修正手段
と、前記温度センサの検出温度を前記修正手段で修正し
た目標温度と比較し、その両者が一致するように前記熱
電素子を駆動制御して前記レーザダイオードの温度制御
を行う温度制御手段と、を備えたことを特徴とするもの
である。
【0012】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
のレーザダイオードの制御回路において、前記補償温度
算出手段は、前記補償電流算出手段が求めた補償電流
と、前記レーザダイオード毎に予め設定されている変換
係数とに基づき、前記補償温度を求めるようになってい
ることを特徴とするものである。請求項3に記載の発明
は、請求項2に記載のレーザダイオードの制御回路にお
いて、前記変換係数は、前記レーザダイオード毎に予め
メモリに格納されており、そのメモリから読み出すこと
により前記補償温度算出手段に設定できるようになって
いることを特徴とするものである。
【0013】このように本発明では、光量センサが検出
するレーザダイオードの検出光量をレーザダイオードの
使用初期における基準光量値と比較し、その比較結果に
応じてレーザダイオードを駆動する際の補償電流を求め
るようにした。ここで、その補償電流は、レーザダイオ
ードの劣化に伴って生ずる発光量の低下を補償するため
のものである。
【0014】また、その求めた補償電流に基づいてレー
ザダイオードを温度制御する際の補償温度を求め、この
補償温度でレーザダイオードの使用初期の目標温度を修
正するようにした。ここで、その補償温度は、レーザダ
イオードの劣化に伴って生ずる発光波長の変動を補償を
するためのものである。さらに、その温度センサの検出
温度をその修正した目標温度と比較し、その両者が一致
するように熱電素子を駆動制御してレーザダイオードの
温度制御を行うようにした。
【0015】このため、本発明によれば、レーザダイオ
ードの劣化に伴う発光波長の変動の補償を波長フィルタ
を使用せずに実現でき、もって全体の制作費用の低減化
を実現できる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図1は、本発明のレーザダイ
オードの制御回路の実施形態の構成を示す全体の回路図
である。この実施形態に係るレーザダイオードの制御回
路は、図1に示すように、レーザダイオード・モジュー
ル21に含まれるレーザダイオード(半導体レーザ)2
2の駆動電流を制御することによりその発光量の補償を
行う発光制御部23と、熱電素子として例えばペルチェ
素子24の駆動制御によりレーザダイオード22の加
熱、冷却を行ってその発光波長の補償を行う温度制御部
25と、を備えている。
【0017】レーザダイオード・モジュール21は、レ
ーザダイオード22、ペルチェ素子24の他に、光量セ
ンサ26と、温度センサ27とを含んでいる。ペルチェ
素子24は、レーザダイオード22の冷却または加熱を
行うものである。光量センサ26は、レーザダイオード
22が発生する光量を検出するセンサである。温度セン
サ27は、レーザダイオード22の温度を検出するセン
サである。
【0018】発光制御部23は、光量センサ26と、補
償電流算出回路28と、加算回路29と、レーザダイオ
ード駆動回路30とからなる。補償電流算出回路28
は、光量センサ26の検出光量(検出電流)を使用初期
の目標光量(目標電流)と比較し、その比較結果に応じ
て、レーザダイオード22を駆動する際の補償電流ΔI
を算出する回路である。
【0019】ここで、補償電流ΔIは、レーザダイオー
ド22の劣化に伴って生ずる発光量の低下を補償するた
めのものである。加算回路29は、予め設定されている
レーザダイオード22の使用初期における目標駆動電流
と、上記の補償電流ΔIとの加算を行う回路である。レ
ーザダイオード駆動回路30は、加算回路29から出力
される加算電流に基づき、レーザダイオード22を駆動
する回路である。
【0020】温度制御部25は、温度センサ27と、補
償温度算出回路31と、加算回路32と、温度制御回路
33と、ペルチェ素子駆動回路34とからなる。補償温
度算出回路31は、補償電流算出回路28が算出した補
償電流ΔIと、予め設定されている変換係数αとに基づ
き、レーザダイオード22を温度制御する際の補償温度
ΔTを、次の(1)式から算出するものである。
【0021】ΔT=α×ΔI ・・・・(1) ここで、補償温度ΔTは、レーザダイオード22の劣化
に伴って生ずる発光波長の変動を補償をするためのもの
である。加算回路32は、予め設定されているレーザダ
イオード22の使用初期における目標温度に、補償温度
算出回路31が求めた補償温度ΔTを加算し、目標温度
の修正を行う回路である。
【0022】温度制御回路33は、温度センサ27の検
出温度を、加算回路32で修正された目標温度と比較
し、その両者が一致するような制御信号を出力する回路
である。ペルチェ素子駆動回路34は、その制御信号に
基づき、ペルチェ素子24がレーザダイオード22の冷
却または加熱を行うようにペルチェ素子24を駆動する
回路である。
【0023】加算回路29に設定されるレーザダイオー
ド22の使用初期における目標駆動電流、補償温度算出
回路31に設定される変換係数α、および加算回路32
に設定されるレーザダイオード22の使用初期における
目標温度は、制御対象であるレーザダイオード毎に予め
メモリ(図示せず)にそれぞれ格納しており、メモリか
ら対応する各値を読み出し、その読み出した各値を対応
する各回路に設定できるようになっている。
【0024】次に、このような構成からなる実施形態の
動作の一例について、図1を参照して説明する。光量セ
ンサ26は、レーザダイオード22の発生する光量を検
出し、この検出光量を補償電流算出回路28に出力す
る。補償電流算出回路28は、その検出光量(検出電
流)をレーザダイオード22の使用初期の目標光量(目
標電流)と比較し、その比較結果に応じて、レーザダイ
オード22を駆動する際の補償電流ΔIを算出する。
【0025】加算回路29は、設定されているレーザダ
イオード22の使用初期における目標駆動電流と、上記
の補償電流ΔIとの加算を行う。レーザダイオード駆動
回路30は、加算回路29から出力される加算電流に基
づき、レーザダイオード22を駆動する。一方、補償温
度算出回路31は、補償電流算出回路28が算出した補
償電流ΔIと、予め設定されている変換係数αとによ
り、レーザダイオード22の温度制御をする際の補償温
度ΔTを、(1)式から算出する。加算回路32は、設
定されているレーザダイオード22の使用初期における
目標温度に、その補償温度ΔTを加算し、その目標温度
の修正を行う。
【0026】温度制御回路33は、温度センサ27の検
出温度を、加算回路32で修正された目標温度と比較
し、その両者が一致するような制御信号を出力する。ペ
ルチェ素子駆動回路34は、その制御信号に基づき、ペ
ルチェ素子24がレーザダイオード22の冷却または加
熱を行うようにペルチェ素子24を駆動する。次に、レ
ーザダイオードの劣化に伴う発光波長の変動の補償の具
体例について説明する。
【0027】いま、例えば、レーザダイオードとして、
その発光波長と温度の関係が0.1nm/℃(温度が1
℃あたりで、発光波長が0.1nmずれることを意味す
る)、およびその補償電流ΔIと発光波長の関係が0.
01nm/mA(補償電流ΔIが1mAあたりで、発光
波長を0.01nm補償できることを意味する)の場合
を考える。
【0028】この場合には、(1)式における変換係数
αを、α=−0.1℃/mAとすることで、レーザダイ
オードの劣化時の発光波長の補償が可能となる。以上説
明したように、この実施形態によれば、光量センサ26
が検出するレーザダイオード22の検出光量を、レーザ
ダイオード22の使用初期における目標光量と比較し、
その比較結果に応じてレーザダイオード22を駆動する
際の補償電流を求めるようにした。
【0029】また、その求めた補償電流に基づいてレー
ザダイオード22を温度制御する際の補償温度を求め、
この補償温度をレーザダイオード22の使用初期の目標
温度に加算し、その目標温度を修正するようにした。さ
らに、その温度センサ27の検出温度をその修正された
目標温度と比較し、その両者が一致するようにペルチェ
素子24を駆動制御してレーザダイオード22の温度制
御を行うようにした。
【0030】このため、この実施形態によれば、レーザ
ダイオードの劣化に伴う発光波長の変動の補償を波長フ
ィルタを使用せずに実現でき、もって全体の制作費用の
低減化を実現できる。
【0031】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、レ
ーザダイオードの劣化に伴う発光波長の変動の補償を波
長フィルタを使用せずに実現でき、もって全体の制作費
用の低減化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】従来回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
21 レーザダイオード・モジュール 22 レーザダイオード(半導体レーザ) 23 発光制御部 24 ペルチェ素子 25 温度制御部 26 光量センサ 27 温度センサ 28 補償電流算出回路 29、32 加算回路 30 レーザダイオード駆動回路 31 補償温度算出回路 33 温度制御回路 34 ペルチェ素子駆動回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザダイオードの発光量を検出する光
    量センサと、 前記光量センサの検出光量を前記レーザダイオードの使
    用初期における目標光量と比較し、その比較結果に応じ
    て前記レーザダイオードを駆動する際の補償電流を求め
    る補償電流算出手段と、 前記レーザダイオードの使用初期の目標駆動電流に、前
    記補償電流算出手段で求めた補償電流を加算し、その加
    算電流により前記レーザダイオードを駆動する発光制御
    手段と、 熱電素子により冷却または加熱される前記レーザダイオ
    ードの温度を検出する温度センサと、 前記補償電流算出手段で求めた補償電流に基づいて前記
    レーザダイオードを温度制御する際の補償温度を求める
    補償温度算出手段と、 前記レーザダイオードの使用初期の目標温度を、前記補
    償温度算出手段で求めた補償温度で修正する修正手段
    と、 前記温度センサの検出温度を前記修正手段で修正した目
    標温度と比較し、その両者が一致するように前記熱電素
    子を駆動制御して前記レーザダイオードの温度制御を行
    う温度制御手段と、 を備えたことを特徴とするレーザダイオードの制御回
    路。
  2. 【請求項2】 前記補償温度算出手段は、前記補償電流
    算出手段が求めた補償電流と、前記レーザダイオード毎
    に予め設定されている変換係数とに基づき、前記補償温
    度を求めるようになっていることを特徴とする請求項1
    に記載のレーザダイオードの制御回路。
  3. 【請求項3】 前記変換係数は、前記レーザダイオード
    毎に予めメモリに格納されており、そのメモリから読み
    出すことにより前記補償温度算出手段に設定できるよう
    になっていることを特徴とする請求項2に記載のレーザ
    ダイオードの制御回路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005085871A (ja) * 2003-09-05 2005-03-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd レーザ装置
JP2016147378A (ja) * 2015-02-10 2016-08-18 富士ゼロックス株式会社 発光素子駆動制御装置、液滴乾燥装置、画像形成装置

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