JP2004015018A - Laser diode controller, control system, and control method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser diode controller, a control system, and a control method which can improve the precision of control even when the amount of data which should be stored is decreased. <P>SOLUTION: Parameters specifying a function showing the relation between a bias current and a modulating current to be supplied to a laser diode 12 are stored in a storage part 26; and the bias current and modulating current are supplied through a laser driving circuit 18 to make a laser diode emit light and a monitor means 20 monitors the quantity of light of the laser diode emitting the light. Further, an arithmetic processing part 28 computes a bias current and a modulating current to be supplied to the laser diode according to the function specified by the amount of light from the monitored laser diode and the parameters stored in the storage part. Then the bias current and modulating currents computed by the arithmetic processing part 28 are supplied to the laser diode through the laser driving circuit to control the laser diode. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザダイオード制御装置、制御システム、及び制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
レーザダイオードの光出力パワー及び消光比は温度によって変動するため、光出力パワー及び消光比を一定にするには制御が必要である。通常、レーザダイオードはバイアス電流と変調電流とがレーザ駆動回路を介して供給されて発光する。そして、そのバイアス電流と変調電流とによりレーザダイオードの光出力パワー及び消光比が決まる。従って、光出力パワー及び消光比を一定にするには、バイアス電流と変調電流とを制御すれば良い。このような制御は、Auto Power Control(以下、「APC制御」)として知られている。
【0003】
レーザダイオードの光出力パワー及び消光比を一定にするバイアス電流と変調電流との組み合わせはレーザダイオードに固有である。従って、APC制御では、まず、使用したいレーザダイオードの光出力パワー及び消光比を一定にするバイアス電流及び変調電流を種々の温度で測定し、それらの組み合わせをテーブルとして不揮発性メモリに格納しておく。そして、レーザダイオードの光量を受光素子でモニタし、モニタされたレーザダイオードの光量が目標値よりずれている場合には、そのずれが小さくなるように不揮発性メモリに格納されているテーブルの値を適宜読み出してレーザダイオードに供給することで制御するようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の制御手法では、レーザダイオードの光出力パワー及び消光比を一定にするバイアス電流と変調電流との組み合わせをテーブルとして不揮発性メモリに格納しているために、そのテーブルの大きさに応じたメモリ容量を要する。また、レーザダイオードの光出力パワー及び消光比を一定にするための制御の精度を向上させるには、バイアス電流と変調電流との組み合わせを多くとり、テーブルを大きくすれば良い。しかし、上述したようにテーブルが大きくなればメモリ容量が大きくなる。即ち、レーザダイオードの制御の精度を向上させるために、バイアス電流と変調電流との組み合わせを多くとればとるほどより多くのメモリ容量が必要になるという問題点がある。
【0005】
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、格納すべきデータ量を少なくしても制御の精度を向上させることが可能なレーザダイオード制御装置、制御システム、及び制御方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るレーザダイオード制御装置は、レーザダイオードの発光を制御するレーザダイオード制御装置であって、レーザダイオードに供給するべきバイアス電流と変調電流との関係を示す関数を特定するパラメータを格納する格納部と、レーザダイオードの光量のモニタ結果を受け取り、そのモニタ結果と格納部に格納されているパラメータで特定される関数とに基づいて、レーザダイオードに供給するべきバイアス電流と変調電流とを算出する演算処理部と、を備えることを特徴とする。
【0007】
この場合、格納部に格納されるのは、レーザダイオードに供給するべきバイアス電流と変調電流との関係を示す関数を特定するパラメータである。そのため、格納部には、そのパラメータを格納するメモリ容量があれば良い。
【0008】
また、レーザダイオードの光量のモニタ結果と格納部に格納されているパラメータで特定される関数とに基づいて、レーザダイオードに供給するべきバイアス電流と変調電流とが算出される。このように関数を利用してレーザダイオードに供給するべきバイアス電流と変調電流とを算出するため、バイアス電流及び変調電流のうちの一方を細かく調整して他方を算出することによりレーザダイオードの発光の制御の精度を向上させることができる。この場合にも、格納部に格納するのは関数を特定するパラメータのままであるため、レーザダイオードの発光の制御の精度を向上させるために格納部のメモリ容量を増加させる必要がない。
【0009】
上記の演算処理部が、上述したモニタ結果と目標値との差に応じてバイアス電流及び変調電流のうちの一方を調整し、他方を格納部に格納されているパラメータで特定される関数に基づいて算出することも望ましい。この場合、モニタ結果と目標値との差に応じてバイアス電流及び変調電流のうちの一方を調整するため、目標値との差にかかわらず一定の値で調整を行う場合よりも早く目標値に近づけることが可能である。
【0010】
また、本発明は、レーザダイオード制御システムにも係る。本発明に係るレーザダイオード制御システムは、レーザダイオードと、バイアス電流と変調電流とを供給してレーザダイオードを駆動するレーザ駆動回路と、レーザダイオードに供給するべきバイアス電流と変調電流との関係を示す関数を特定するパラメータを格納する格納部と、レーザダイオードの光量をモニタするモニタ手段と、モニタ手段によりモニタされたレーザダイオードの光量と格納部に格納されているパラメータで特定される関数とに基づいてレーザダイオードに供給するべきバイアス電流と変調電流とを算出する演算処理部と、を備える。
【0011】
このレーザダイオード制御システムでは、上述した演算処理部により算出されたバイアス電流と変調電流とをレーザ駆動回路を介してレーザダイオードに供給してレーザダイオードの発光を制御する。
【0012】
更に、本発明は、レーザダイオードに供給するべきバイアス電流と変調電流との関係を示す関数を特定するパラメータを格納部に格納しておき、レーザダイオードの光量のモニタ結果を受け取り、そのモニタ結果と格納部に格納されたパラメータで特定される関数とに基づいて、レーザダイオードに供給するべきバイアス電流と変調電流とを算出することを特徴とするレーザダイオード制御方法にも係る。
【0013】
この方法では、予め格納部に格納しているバイアス電流と変調電流との組み合わせからレーザダイオードに供給するべき組み合わせを抽出するのではなく、供給するべきバイアス電流と変調電流とを、バイアス電流と変調電流との関係を示す関数を利用して算出するため、格納部に必要なメモリ容量はその関数を特定するパラメータを格納するのに要する容量があれば良い。
【0014】
上記のレーザダイオード制御方法において、レーザダイオードに供給するべきバイアス電流と変調電流とを算出する際に、モニタ結果と目標値との差に応じてバイアス電流及び変調電流のうちの一方を調整し、他方を格納部に格納されているパラメータで特定される関数に基づいて算出することは望ましい。モニタ結果と目標値との差に応じて調整が行われるため短時間で目標値への収束が可能となる。
【0015】
更にまた、本発明は、以下のような特徴を有するレーザダイオード制御方法にも係る。
【0016】
即ち、本発明に係るレーザダイオード制御方法は、レーザダイオードに供給するべきバイアス電流と変調電流との関係を示す関数を特定するパラメータを格納部に格納しておき、レーザ駆動回路を介してバイアス電流と変調電流とを供給してレーザダイオードを発光させ、その発光しているレーザダイオードの光量をモニタし、そのモニタされたレーザダイオードの光量と格納部に格納されているパラメータで特定される関数とに基づいて、レーザダイオードに供給するべきバイアス電流と変調電流とを算出し、その算出されたバイアス電流及び変調電流をレーザ駆動回路を介してレーザダイオードに供給することを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【0018】
図1は、本実施形態に係るレーザダイオード制御システム10の概略構成図である。レーザダイオード制御システム10は、レーザモジュール12とレーザ制御装置14とから構成される。
【0019】
レーザモジュール12は、レーザダイオード(以下、「LD」とする)16、LD16を駆動するレーザ駆動回路18、及びLD16の光量をモニタするモニタ手段20とを有する。
【0020】
LD16は、レーザ駆動回路18を介して供給電流Iが供給されて発光する。そして、その光量はモニタ手段20によりモニタされ、そのモニタ結果はLD16の光量に相当する光電流値IPDとして出力されるようになっている。モニタ手段20としては、例えば、フォトダイオード等が考えられる。
【0021】
図2は、LD16への供給電流IとLD16の光出力パワーPとの関係であるI−L特性及びその温度依存性の傾向を示すものである。図2において、横軸は電流Iを示し、縦軸はLD16の光出力パワーPを示す。I−L特性が示すように、供給電流Iが閾値電流ITHを越えるとLD16は発光するようになっている。LD16が、光出力パワーがPである光及び光出力パワーがPである光のうちの一方を出力する場合を考える。尚、図2に示すように光出力パワーPはPよりも大きいものとする。LD16の光出力パワーがPである場合にLD16に供給する電流が、閾値電流ITHにマージンを加えたバイアス電流Iである。LD16の光出力パワーがPである場合にLD16に供給する電流は、バイアス電流Iに変調電流Iを加えた電流である。また、PとPとの差をΔPとすれば、消光比は、10×log10(ΔP/P)である。尚、図2の曲線Tは常温でのI―L特性線、曲線Tは低温でのI−L特性線、曲線Tは高温でのI−L特性線を夫々示すものである。
【0022】
図2から理解されるように、光出力パワー及び消光比を温度によらず一定にするには、温度変化に応じてバイアス電流I及び変調電流Iを制御する必要がある。
【0023】
このようにバイアス電流I及び変調電流Iを制御して、温度が変化してもLD16の光出力パワー及び消光比を一定に保つ制御がAuto Power Control(以下、「APC制御」という)である。
【0024】
次に図1を参照してレーザダイオード制御装置14について説明する。
【0025】
レーザダイオード制御装置14は、上述したAPC制御を行うものであり、A/Dコンバータ22、変数格納部24、格納部26、演算処理部28、及びD/Aコンバータ30を有している。
【0026】
A/Dコンバータ22は、モニタ手段20から出力されたLD16の光量に相当する光電流値IPDをA/D変換して出力するものである。
【0027】
変数格納部24は、A/Dコンバータ22から出力された光電流値IPDを一時的に格納するものである。
【0028】
格納部26は、バイアス電流Iと変調電流Iとの関係を示す関数fを特定するパラメータを格納するものである。パラメータは、関数fがn次関数の場合には、n+1個のパラメータX〜Xn+1であるが、以下の説明では簡単のためパラメータにはXの符号を付するものとする。本実施形態では、関数fは、LD16の光出力パワー及び消光比を一定にするバイアス電流Iと変調電流Iとの関係を示すものであり、変調電流Iをバイアス電流Iの関数、即ち、I=f(I)とする。格納部26は、例えば、不揮発性メモリ等が考えられる。
【0029】
演算処理部28は、モニタ手段20によりモニタされたLD16の光量と格納部26に格納されているパラメータXで特定される関数fとに基づいて、LD16に供給するべきバイアス電流Iと変調電流Iとを算出するものである。
【0030】
D/Aコンバータ30は、演算処理部28により算出されたバイアス電流Iと変調電流IとをD/A変換して出力するものである。D/Aコンバータ30から出力されたバイアス電流Iと変調電流Iとは、レーザ駆動回路18を介してLD16に供給される。
【0031】
以下に、図3を用いてLD16の発光を制御する手順とともに、LD16の発光の制御方法について説明する。尚、以下の説明において、LD16を最初に発光させる場合には、APC制御の状態を示すフラグは0にセットされているものとする。
【0032】
まず、レーザ駆動回路18を介して或るバイアス電流Iと変調電流IとをLD16に供給してLD16を発光させる(S100)。次に、モニタ手段20が、LD16の光量をモニタし、その光量に相当する光電流値IPDを出力する(S102)。モニタ手段20から出力された光電流値IPDは、A/Dコンバータ22でA/D変換されて変数格納部24に格納される(S104)。
【0033】
次に、演算処理部28が、変数格納部24に格納されている光電流値IPDを読み込む(S106)。そして、演算処理部28は、S106で読み込んだLD16の光量に相当する光電流値IPDとパラメータXで特定される関数fとに基づいてLD16に供給するべきバイアス電流Iと変調電流Iとを算出する。以下、演算処理部28の算出手順について説明する。
【0034】
まず、APC制御により達成すべきLD16の光量に相当する光電流値である目標値IPD0と、光電流値IPDとの差の絶対値DIPDを算出する(S108)。そして、絶対値DIPDがAPC制御を開始するための基準値である上側閾値THよりも大きいか否かを判定する(S110)。
【0035】
ここで、絶対値DIPDが上側閾値THよりも大きい場合(S110で「Y」)について説明する。
【0036】
この場合、フラグを1に変更する(S112)。そして、光電流値IPDが目標値IPD0よりも大きいか否かを判定する(S114)。光電流値IPDが目標値IPD0よりも大きい場合(S114で「Y」)には、バイアス電流IをΔIだけ減少させる(S116)。一方、光電流値IPDが目標値IPD0よりも小さい場合(S114で「N」)には、バイアス電流IをΔIだけ増加させる(S118)。ここでは、ΔIは固定値であり、正の値であるとする。そして、S116又はS118で算出されたバイアス電流Iと格納部26に格納されているパラメータXで特定される関数fとに基づいて、LD16に供給するべき変調電流Iを算出する(S120)。
【0037】
このようにして演算処理部28で算出されたバイアス電流I及び変調電流Iは、D/Aコンバータ30でD/A変換され、レーザ駆動回路18を介してLD16に供給される(S122)。
【0038】
次に、絶対値DIPDが上側閾値THよりも大きくない、即ち、絶対値DIPDが上側閾値TH以下である場合(S110で「N」)について説明する。
【0039】
この場合、まず、フラグが1か否かを判定する(S124)。フラグが1の場合(S124で「Y」)には、絶対値DIPDがAPC制御を終了するための基準値である下側閾値THよりも大きいか否かを判定する(S126)。絶対値DIPDが下側閾値THよりも大きい場合(S126で「Y」)には、S114に移行する。絶対値DIPDが下側閾値TH以下である場合(S126で「N」)には、フラグを0に変更し(S128)、S122に移行する。この場合、バイアス電流I及び変調電流Iは調整されずにそのままの値がLD16に供給されることになる。
【0040】
以上の手順で示したように、バイアス電流I及び変調電流Iを調整することによるLD16の発光の制御は、絶対値DIPDが上側閾値THを越えた場合に開始される。そして、絶対値DIPDが下側閾値TH以下になり、LD16に供給されているバイアス電流I及び変調電流Iが維持されるまで上記の手順を実行する。即ち、絶対値DIPDが下側閾値TH以下になり、LD16に供給されているバイアス電流I及び変調電流Iが維持されるようになった場合に、APC制御は終了する。
【0041】
本実施形態では、上述したように格納部26には、LD16の光出力パワー及び消光比を一定にするバイアス電流Iと変調電流Iとの関係を示す関数fを特定するパラメータXが格納される。そして、演算処理部28は、格納部26からそのパラメータXを読み出してパラメータXで特定される関数fを用いて、LD16に供給するべきバイアス電流Iと変調電流Iとを算出する。従って、格納部26には、関数fを特定するためのパラメータXを格納するのに要する容量があれば良い。
【0042】
更に、LD16の発光の制御の精度を向上させる場合、例えば、従来のように格納部26にLD16の光出力パワー及び消光比を一定にするバイアス電流I及び変調電流Iの組み合わせをテーブルとして格納するようにしていると、格納すべきバイアス電流I及び変調電流Iの組み合わせを増やさなければならない。しかし、本実施形態の場合には、演算処理部28においてLD16に供給するべきバイアス電流Iを算出する際にΔIを小さくすることで精度を向上させることができる。即ち、本実施形態では、格納部26に格納すべきデータ量を大きくすることなくLD16の制御の精度を向上させることが可能である。
【0043】
尚、上記実施形態では、LD16に供給するべきバイアス電流Iを算出するためのΔIを固定値としたが、例えば、絶対値DIPDの大きさに応じて変化する変数としても良い。この場合、絶対値DIPDが大きい場合にはΔIを大きくし、絶対値DIPDが小さい場合にはΔIを小さくすることにより、LD16の光出力パワー及び消光比を早く目標値に収束させることが可能である。
【0044】
また、上記実施形態では、バイアス電流Iと変調電流Iとの関係を示す関数として、変調電流Iをバイアス電流Iの関数としているが、バイアス電流Iを変調電流Iの関数、即ち、I=f(I)としても良い。この場合には、変調電流Iを増減させて調整して、関数f(I)を用いてIを算出すればよい。
【0045】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、バイアス電流と変調電流との関係を示す関数を特定するパラメータが格納部に格納されるため、格納部にはそのパラメータを格納するメモリ容量があれば良い。また、レーザダイオードに供給されるバイアス電流及び変調電流は、レーザダイオードの光量のモニタ結果と格納部に格納されたパラメータにより特定される関数とに基づいて算出される。従って、バイアス電流及び変調電流の一方を調整するための変化分を小さくすることによりレーザダイオードの制御の精度を向上させることができる。この場合、格納部には、上述したようにパラメータを格納するメモリ容量があれば良い。即ち、格納すべきデータ量を少なくしても制御の精度を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係るレーザダイオード制御システムの概略構成図である。
【図2】レーザダイオードのI−L特性及び温度依存性を示す図である。
【図3】レーザダイオードの発光の制御に係る手順を説明するためのフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
10…レーザダイオード制御システム、12…レーザモジュール、14…レーザダイオード制御装置、16…レーザダイオード、18…レーザ駆動回路、20…モニタ手段、22…A/Dコンバータ、24…変数格納部、26…格納部、28…演算処理部、30…D/Aコンバータ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser diode control device, a control system, and a control method.
[0002]
[Prior art]
Since the optical output power and extinction ratio of the laser diode vary depending on the temperature, control is required to keep the optical output power and extinction ratio constant. Normally, a laser diode emits light when a bias current and a modulation current are supplied via a laser driving circuit. The bias current and modulation current determine the optical output power and extinction ratio of the laser diode. Therefore, in order to make the optical output power and the extinction ratio constant, the bias current and the modulation current may be controlled. Such control is known as Auto Power Control (hereinafter “APC control”).
[0003]
The combination of the bias current and modulation current that make the optical output power and extinction ratio of the laser diode constant is inherent to the laser diode. Therefore, in APC control, first, bias current and modulation current that make the optical output power and extinction ratio of a laser diode to be used constant are measured at various temperatures, and a combination thereof is stored in a nonvolatile memory as a table. . Then, the light quantity of the laser diode is monitored by the light receiving element, and when the monitored light quantity of the laser diode is deviated from the target value, the value of the table stored in the nonvolatile memory is reduced so that the deviation is reduced. Control is performed by appropriately reading and supplying the laser diode.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above control method, since the combination of the bias current and the modulation current that make the optical output power and extinction ratio of the laser diode constant is stored in the nonvolatile memory as a table, it depends on the size of the table. Requires a large amount of memory. Further, in order to improve the control accuracy for keeping the optical output power and extinction ratio of the laser diode constant, the number of combinations of the bias current and the modulation current is increased, and the table may be enlarged. However, as described above, the larger the table, the larger the memory capacity. That is, in order to improve the control accuracy of the laser diode, there is a problem that a larger memory capacity is required as the combination of the bias current and the modulation current is increased.
[0005]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a laser diode control device, a control system, and a control system capable of improving the control accuracy even if the amount of data to be stored is reduced. It is to provide a control method.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a laser diode control device according to the present invention is a laser diode control device that controls light emission of a laser diode, and is a function indicating a relationship between a bias current to be supplied to the laser diode and a modulation current. And a bias to be supplied to the laser diode based on the monitoring result and a function specified by the parameter stored in the storage unit. An arithmetic processing unit for calculating a current and a modulation current.
[0007]
In this case, what is stored in the storage unit is a parameter that specifies a function indicating the relationship between the bias current to be supplied to the laser diode and the modulation current. Therefore, the storage unit only needs to have a memory capacity for storing the parameters.
[0008]
Further, the bias current and the modulation current to be supplied to the laser diode are calculated based on the monitoring result of the light amount of the laser diode and the function specified by the parameter stored in the storage unit. In this way, in order to calculate the bias current and the modulation current to be supplied to the laser diode by using the function, by finely adjusting one of the bias current and the modulation current and calculating the other, the light emission of the laser diode can be calculated. The accuracy of control can be improved. Also in this case, since it is the parameter that specifies the function that is stored in the storage unit, it is not necessary to increase the memory capacity of the storage unit in order to improve the accuracy of control of light emission of the laser diode.
[0009]
The arithmetic processing unit adjusts one of the bias current and the modulation current in accordance with the difference between the monitoring result and the target value described above, and based on the function specified by the parameter stored in the storage unit It is also desirable to calculate by In this case, since one of the bias current and the modulation current is adjusted according to the difference between the monitor result and the target value, the target value is set earlier than when the adjustment is performed with a constant value regardless of the difference with the target value. It is possible to approach.
[0010]
The invention also relates to a laser diode control system. A laser diode control system according to the present invention shows a relationship between a laser diode, a laser driving circuit for supplying a bias current and a modulation current to drive the laser diode, and a bias current and a modulation current to be supplied to the laser diode. Based on a storage unit for storing a parameter for specifying a function, a monitoring unit for monitoring the light amount of the laser diode, a light amount of the laser diode monitored by the monitoring unit, and a function specified by the parameter stored in the storage unit An arithmetic processing unit that calculates a bias current and a modulation current to be supplied to the laser diode.
[0011]
In this laser diode control system, the bias current and modulation current calculated by the arithmetic processing unit described above are supplied to the laser diode via the laser drive circuit to control the light emission of the laser diode.
[0012]
Further, according to the present invention, a parameter for specifying a function indicating the relationship between the bias current to be supplied to the laser diode and the modulation current is stored in the storage unit, the monitor result of the light amount of the laser diode is received, the monitor result and The present invention also relates to a laser diode control method that calculates a bias current and a modulation current to be supplied to the laser diode based on a function specified by parameters stored in a storage unit.
[0013]
In this method, the bias current to be supplied to the laser diode is not extracted from the combination of the bias current and the modulation current stored in the storage unit in advance, but the bias current and the modulation current to be supplied are modulated with the bias current and the modulation current. Since the calculation is performed using a function indicating the relationship with the current, the memory capacity required for the storage unit only needs to have a capacity required for storing a parameter specifying the function.
[0014]
In the laser diode control method, when calculating the bias current and the modulation current to be supplied to the laser diode, one of the bias current and the modulation current is adjusted according to the difference between the monitor result and the target value, It is desirable to calculate the other based on a function specified by parameters stored in the storage unit. Since adjustment is performed according to the difference between the monitor result and the target value, convergence to the target value can be achieved in a short time.
[0015]
The present invention also relates to a laser diode control method having the following characteristics.
[0016]
That is, in the laser diode control method according to the present invention, a parameter for specifying a function indicating the relationship between the bias current to be supplied to the laser diode and the modulation current is stored in the storage unit, and the bias current is supplied via the laser drive circuit. And a modulation current to cause the laser diode to emit light, monitor the light quantity of the laser diode that emits light, and the function specified by the light quantity of the monitored laser diode and the parameters stored in the storage unit, Based on the above, a bias current and a modulation current to be supplied to the laser diode are calculated, and the calculated bias current and modulation current are supplied to the laser diode via a laser driving circuit.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser diode control system 10 according to the present embodiment. The laser diode control system 10 includes a laser module 12 and a laser control device 14.
[0019]
The laser module 12 includes a laser diode (hereinafter referred to as “LD”) 16, a laser drive circuit 18 that drives the LD 16, and a monitor unit 20 that monitors the light quantity of the LD 16.
[0020]
The LD 16 emits light when supplied with the supply current I via the laser drive circuit 18. Then, the light intensity is monitored by the monitor unit 20, the monitoring results are outputted as the photocurrent I PD corresponding to the light amount of LD 16. As the monitoring means 20, for example, a photodiode or the like can be considered.
[0021]
FIG. 2 shows the IL characteristic, which is the relationship between the supply current I to the LD 16 and the optical output power P of the LD 16, and the temperature dependency. In FIG. 2, the horizontal axis indicates the current I, and the vertical axis indicates the optical output power P of the LD 16. As the I-L characteristics, LD 16 is made to emit light when the supply current I exceeds the threshold current I TH. LD16 is, a case where light and optical output power of light output power is P 1 outputs one of the light which is P 2. The optical output power P 1 as shown in FIG. 2 is made larger than P 2. Current supplied optical output power in the LD16 in the case of P 2 of LD16 is the bias current I B plus a margin to the threshold current I TH. The current supplied to the LD 16 when the optical output power of the LD 16 is P 1 is a current obtained by adding the modulation current I M to the bias current I B. If the difference between P 1 and P 2 is ΔP, the extinction ratio is 10 × log 10 (ΔP / P 2 ). Incidentally, I-L characteristic curve of the curve T M room temperature in Fig. 2, the curve T L I-L characteristic curve at low temperature, the curve T H illustrates respectively the I-L characteristic curve at high temperature.
[0022]
As understood from FIG. 2, to constant irrespective of the optical output power and extinction ratio of the temperature, it is necessary to control the bias current I B and the modulation current I M in response to temperature changes.
[0023]
Thus by controlling the bias current I B and the modulation current I M, control to maintain a constant optical output power and extinction ratio of even if the temperature changes LD16 is Auto Power Control (hereinafter, referred to as "the APC") in is there.
[0024]
Next, the laser diode controller 14 will be described with reference to FIG.
[0025]
The laser diode control device 14 performs the above-described APC control, and includes an A / D converter 22, a variable storage unit 24, a storage unit 26, an arithmetic processing unit 28, and a D / A converter 30.
[0026]
A / D converter 22, a photocurrent I PD corresponding to the amount of LD16 output from the monitor unit 20 is intended for converting A / D.
[0027]
The variable storage unit 24 temporarily stores the photocurrent value IPD output from the A / D converter 22.
[0028]
Storage unit 26 is for storing the parameters specifying the function f indicating the relationship between the bias current I B and the modulation current I M. When the function f is an n-order function, the parameters are n + 1 parameters X 1 to X n + 1 , but in the following description, for the sake of simplicity, the parameter is denoted by the symbol X. In the present embodiment, the function f indicates the relationship between the bias current I B and the modulation current I M that make the optical output power and extinction ratio of the LD 16 constant, and the modulation current I M is a function of the bias current I B. That is, I M = f (I B ). The storage unit 26 may be a non-volatile memory, for example.
[0029]
Processing unit 28, based on the function f which is specified by the parameter X which is stored a quantity of LD16 which is monitored by the monitor unit 20 in the storage unit 26, the bias current I B and the modulation current to be supplied to the LD16 I M is calculated.
[0030]
D / A converter 30, a bias current I B calculated by the arithmetic processing unit 28 and the modulation current I M is intended for converting D / A. D / A converter 30 and the bias current I B which is outputted from the modulation current I M is supplied to the LD16 via the laser drive circuit 18.
[0031]
Hereinafter, a procedure for controlling the light emission of the LD 16 and a method for controlling the light emission of the LD 16 will be described with reference to FIG. In the following description, it is assumed that the flag indicating the APC control state is set to 0 when the LD 16 is caused to emit light for the first time.
[0032]
First, to emit LD16 by supplying a certain bias current I B through the laser drive circuit 18 and the modulation current I M to the LD16 (S100). Next, the monitor unit 20 monitors the light amount of the LD 16 and outputs a photocurrent value IPD corresponding to the light amount (S102). Photocurrent I PD output from the monitor unit 20 is stored is A / D converted by the A / D converter 22 to the variable storage unit 24 (S104).
[0033]
Next, the arithmetic processing unit 28 reads the photocurrent value IPD stored in the variable storage unit 24 (S106). Then, the arithmetic processing unit 28, the bias current I B and the modulation current I M to be supplied to the LD16 based on the function f specified by the photocurrent I PD and the parameter X corresponding to the amount of LD16 read in S106 And calculate. Hereinafter, the calculation procedure of the arithmetic processing unit 28 will be described.
[0034]
First, the target value I PD0 a photocurrent value corresponding to the amount of LD16 to be achieved by the APC control, and calculates the absolute value D IPD of the difference between the photocurrent I PD (S108). Then, it is determined whether or not the absolute value D IPD is larger than an upper threshold TH u that is a reference value for starting APC control (S110).
[0035]
Here, a case where the absolute value D IPD is larger than the upper threshold TH u (“Y” in S110) will be described.
[0036]
In this case, the flag is changed to 1 (S112). It is determined photocurrent I PD is the greater or not than the target value I PD0 (S114). If the photocurrent value I PD is larger than the target value I PD0 ( "Y" in S114) reduces the bias current I B by ΔI B (S116). On the other hand, if the photocurrent I PD is smaller than the target value I PD0 ( "N" in S114) increases the bias current I B by ΔI B (S118). Here, [Delta] I B is a fixed value, and is a positive value. Then, based on the function f which is specified by the parameter X which is stored in the bias current I B and the storage unit 26 calculated in S116 or S118, to calculate the modulation current I M to be supplied to the LD 16 (S120) .
[0037]
Bias current I B and the modulation current I M calculated by the arithmetic processing unit 28 in this way is D / A converted by a D / A converter 30, is supplied to the LD16 via the laser drive circuit 18 (S122) .
[0038]
Next, the case where the absolute value D IPD is not larger than the upper threshold TH u , that is, the absolute value D IPD is equal to or smaller than the upper threshold TH u will be described (“N” in S110).
[0039]
In this case, first, it is determined whether or not the flag is 1 (S124). Flag is ( "Y" in S124) if one is, determines whether the absolute value D IPD is greater than the lower threshold value TH l which is a reference value for ending the APC control (S126). When the absolute value D IPD is larger than the lower threshold TH 1 (“Y” in S126), the process proceeds to S114. If the absolute value D IPD is less than or equal to the lower threshold TH 1 (“N” in S126), the flag is changed to 0 (S128), and the process proceeds to S122. In this case, the bias current I B and the modulation current I M intact value without being adjusted is supplied to the LD 16.
[0040]
As shown in the above procedure, the light emission control of the LD 16 by adjusting the bias current I B and the modulation current I M is started when the absolute value D IPD exceeds the upper threshold value TH u . Then, the absolute value D IPD is below the lower threshold TH l, following the steps described above until the bias current I B and the modulation current I M is supplied to the LD16 is maintained. That is, the absolute value D IPD is below the lower threshold TH l, if it becomes the bias current I B and the modulation current I M is supplied to the LD16 is maintained, APC control ends.
[0041]
In the present embodiment, as described above, the storage unit 26 stores the parameter X that specifies the function f indicating the relationship between the bias current I B and the modulation current I M that makes the optical output power and extinction ratio of the LD 16 constant. Is done. Then, the arithmetic processing unit 28, using the function f that is identified by the parameter X from the storage unit 26 reads the parameters X, calculates the bias current I B to be supplied to the LD16 and the modulation current I M. Therefore, the storage unit 26 only needs to have a capacity required to store the parameter X for specifying the function f.
[0042]
Furthermore, in order to improve the accuracy of control of the light emission of the LD16, for example, the combination of the bias current I B and the modulation current I M to the optical output power and extinction ratio of LD16 in the storage unit 26 as in the conventional constant as a table If stored, the combination of the bias current I B and the modulation current I M to be stored must be increased. However, in the case of the present embodiment can improve the accuracy by reducing the [Delta] I B when the operation processing unit 28 calculates the bias current I B to be supplied to the LD 16. That is, in this embodiment, it is possible to improve the control accuracy of the LD 16 without increasing the amount of data to be stored in the storage unit 26.
[0043]
In the above embodiment, the fixed value [Delta] I B for calculating the bias current I B to be supplied to the LD 16, for example, may be a variable which varies according to the magnitude of the absolute value D IPD. In this case, a larger [Delta] I B when the absolute value D IPD is large, by reducing the [Delta] I B when the absolute value D IPD is small, to converge earlier target value the optical output power and extinction ratio of LD16 It is possible.
[0044]
In the above embodiment, as a function indicating the relationship between the bias current I B and the modulation current I M, the modulation current although the I M as a function of the bias current I B, the bias current I B function of the modulation current I M That is, I B = f (I M ) may be set. In this case, the modulation current I M may be adjusted by increasing / decreasing, and I B may be calculated using the function f (I M ).
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the parameter for specifying the function indicating the relationship between the bias current and the modulation current is stored in the storage unit. Therefore, the storage unit only needs to have a memory capacity for storing the parameter. . The bias current and modulation current supplied to the laser diode are calculated based on the monitoring result of the light amount of the laser diode and the function specified by the parameter stored in the storage unit. Therefore, the accuracy of laser diode control can be improved by reducing the amount of change for adjusting one of the bias current and the modulation current. In this case, the storage unit may have a memory capacity for storing parameters as described above. That is, the control accuracy can be improved even if the amount of data to be stored is reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a laser diode control system according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing IL characteristics and temperature dependence of a laser diode.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a procedure related to control of light emission of a laser diode.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Laser diode control system, 12 ... Laser module, 14 ... Laser diode control apparatus, 16 ... Laser diode, 18 ... Laser drive circuit, 20 ... Monitoring means, 22 ... A / D converter, 24 ... Variable storage part, 26 ... Storage unit, 28 ... arithmetic processing unit, 30 ... D / A converter

Claims (6)

レーザダイオードの発光を制御するレーザダイオード制御装置であって、
前記レーザダイオードに供給するべきバイアス電流と変調電流との関係を示す関数を特定するパラメータを格納する格納部と、
前記レーザダイオードの光量のモニタ結果を受け取り、前記モニタ結果と前記格納部に格納されているパラメータで特定される関数とに基づいて、前記レーザダイオードに供給するべきバイアス電流と変調電流とを算出する演算処理部と、を備えることを特徴とするレーザダイオード制御装置。
A laser diode control device for controlling light emission of a laser diode,
A storage unit for storing a parameter for specifying a function indicating a relationship between a bias current to be supplied to the laser diode and a modulation current;
The monitoring result of the light amount of the laser diode is received, and a bias current and a modulation current to be supplied to the laser diode are calculated based on the monitoring result and a function specified by a parameter stored in the storage unit. A laser diode control device comprising: an arithmetic processing unit.
前記演算処理部が、
前記モニタ結果と目標値との差に応じてバイアス電流及び変調電流のうちの一方を調整し、他方を前記格納部に格納されているパラメータで特定される関数に基づいて算出することを特徴とする請求項1記載のレーザダイオード制御装置。
The arithmetic processing unit is
Adjusting one of a bias current and a modulation current according to a difference between the monitoring result and a target value, and calculating the other based on a function specified by a parameter stored in the storage unit; The laser diode control device according to claim 1.
レーザダイオードと、
バイアス電流と変調電流とを供給して前記レーザダイオードを駆動するレーザ駆動回路と、
前記レーザダイオードに供給するべきバイアス電流と変調電流との関係を示す関数を特定するパラメータを格納する格納部と、
前記レーザダイオードの光量をモニタするモニタ手段と、
前記モニタ手段によりモニタされた前記レーザダイオードの光量と前記格納部に格納されているパラメータで特定される関数とに基づいて、前記レーザダイオードに供給するべきバイアス電流と変調電流とを算出する演算処理部と、
を備え、
前記演算処理部により算出されたバイアス電流と変調電流とを前記レーザ駆動回路を介して前記レーザダイオードに供給することを特徴とするレーザダイオード制御システム。
A laser diode;
A laser driving circuit for supplying a bias current and a modulation current to drive the laser diode;
A storage unit for storing a parameter for specifying a function indicating a relationship between a bias current to be supplied to the laser diode and a modulation current;
Monitoring means for monitoring the light quantity of the laser diode;
Arithmetic processing for calculating a bias current and a modulation current to be supplied to the laser diode based on a light amount of the laser diode monitored by the monitoring means and a function specified by a parameter stored in the storage unit And
With
A laser diode control system for supplying a bias current and a modulation current calculated by the arithmetic processing unit to the laser diode via the laser driving circuit.
レーザダイオードの発光を制御する制御方法であって、
前記レーザダイオードに供給するべきバイアス電流と変調電流との関係を示す関数を特定するパラメータを格納部に格納しておき、前記レーザダイオードの光量のモニタ結果を受け取り、そのモニタ結果と前記格納部に格納されたパラメータで特定される関数とに基づいて、前記レーザダイオードに供給するべきバイアス電流と変調電流とを算出することを特徴とするレーザダイオード制御方法。
A control method for controlling light emission of a laser diode,
A parameter for specifying a function indicating the relationship between the bias current to be supplied to the laser diode and the modulation current is stored in the storage unit, the monitor result of the light amount of the laser diode is received, and the monitor result and the storage unit are stored in the storage unit. A laser diode control method, comprising: calculating a bias current and a modulation current to be supplied to the laser diode based on a function specified by a stored parameter.
前記レーザダイオードに供給するべきバイアス電流と変調電流とを算出する際に、前記モニタ結果と目標値との差に応じてバイアス電流及び変調電流のうちの一方を調整し、他方を前記格納部に格納されているパラメータで特定される関数に基づいて算出することを特徴とする請求項4記載のレーザダイオード制御方法。When calculating the bias current and the modulation current to be supplied to the laser diode, one of the bias current and the modulation current is adjusted according to the difference between the monitoring result and the target value, and the other is stored in the storage unit. 5. The laser diode control method according to claim 4, wherein the calculation is performed based on a function specified by a stored parameter. レーザダイオードの発光を制御する制御方法であって、
前記レーザダイオードに供給するべきバイアス電流と変調電流との関係を示す関数を特定するパラメータを格納部に格納しておき、レーザ駆動回路を介してバイアス電流と変調電流とを供給して前記レーザダイオードを発光させ、その発光している前記レーザダイオードの光量をモニタし、そのモニタされた前記レーザダイオードの光量と前記格納部に格納されているパラメータで特定される関数とに基づいて、前記レーザダイオードに供給するべきバイアス電流と変調電流とを算出し、その算出されたバイアス電流と変調電流とを前記レーザ駆動回路を介して前記レーザダイオードに供給することを特徴とするレーザダイオード制御方法。
A control method for controlling light emission of a laser diode,
A parameter for specifying a function indicating a relationship between a bias current to be supplied to the laser diode and a modulation current is stored in a storage unit, and the bias current and the modulation current are supplied via a laser driving circuit to supply the laser diode. The laser diode is monitored based on the monitored light quantity of the laser diode and a function specified by the parameter stored in the storage unit. A laser diode control method comprising: calculating a bias current and a modulation current to be supplied to the laser diode, and supplying the calculated bias current and modulation current to the laser diode via the laser driving circuit.
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