JP2006210812A - Circuit and method for light output control - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体発光素子の光出力を制御するための光出力制御回路及び光出力制御方法に関するものである。 The present invention relates to a light output control circuit and a light output control method for controlling light output of a semiconductor light emitting device.
分布帰還型半導体レーザ(DFB−LD)といった半導体発光素子が用いられる光通信用光データリンクには、使用者の安全保護の観点から、半導体発光素子の光出力の上限を定める安全基準がある。 An optical data link for optical communication in which a semiconductor light emitting device such as a distributed feedback semiconductor laser (DFB-LD) is used has a safety standard that determines an upper limit of the optical output of the semiconductor light emitting device from the viewpoint of user safety protection.
この安全基準に準拠するための光出力制御回路として、下記特許文献1には、半導体発光素子の光出力強度をモニタするモニタフォトダイオード(以下、モニタPDという)のモニタ電流から光出力強度を見積もる光出力制御回路、半導体発光素子の駆動電流から光出力強度を見積もる光出力制御回路、及び、モニタ電流及び駆動電流から光出力強度を見積もる光出力制御回路が開示されている。
しかしながら、上述の光出力制御回路は、モニタPDが故障した場合に、光出力の制御を行うことができない。したがって、安全基準に準拠するという高い信頼性が要求される光出力制御回路に、モニタPDの出力を利用することは適切でない。 However, the light output control circuit described above cannot control the light output when the monitor PD fails. Therefore, it is not appropriate to use the output of the monitor PD in an optical output control circuit that requires high reliability to comply with safety standards.
また、半導体発光素子の駆動電流と光出力との関係は、半導体発光素子の動作温度に依存する。すなわち、半導体発光素子の光出力は、駆動電流が同じであっても、動作温度によって変化する。したがって、上述した光出力制御回路は、無温調の光データリンクに採用することができない。 Further, the relationship between the driving current of the semiconductor light emitting element and the light output depends on the operating temperature of the semiconductor light emitting element. That is, the light output of the semiconductor light emitting element varies depending on the operating temperature even when the drive current is the same. Therefore, the above-described optical output control circuit cannot be employed for a non-temperature-controlled optical data link.
そこで、本発明は、半導体発光素子の駆動電流に基づき、半導体発光素子の光出力を動作温度に応じて制御可能な光出力制御回路及び光出力制御方法を提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a light output control circuit and a light output control method capable of controlling the light output of a semiconductor light emitting element in accordance with the operating temperature based on the drive current of the semiconductor light emitting element.
本発明の一側面に係る光出力制御回路は、バイアス電流源と、ドライバ部と、制御部と、発光効率演算部と、閾値生成部と、駆動電流算出部とを備える。バイアス電流源は、半導体発光素子にバイアス電流Ibを供給する。ドライバ部は、入力変調信号を受け、この入力変調信号に対応して半導体発光素子に変調電流Imを供給する変調電流源を有する。制御部は、バイアス電流Ib及び変調電流Imを設定する。発光効率演算部は、所望の発光強度Ptar及び消光比ER、入力変調信号のマーク率M、並びに変調電流Imに係る下式(1)に基づき発光効率SEを算出する。
本発明の別の一側面に係る光出力制御方法は、半導体発光素子にバイアス電流Ibを供給し、入力変調信号に対応して半導体発光素子に変調電流Imを供給する工程と、所望の発光強度Ptar及び消光比ER、入力変調信号のマーク率M、並びに変調電流Imに係る下式(1)に基づき発光効率SEを算出する工程と、
発光効率SEは、半導体発光素子の駆動電流をIopとし、光出力強度をPoとした場合に、半導体発光素子の動作温度におけるIop−Po特性の傾きに相当する。したがって、所定の許容発光強度Pmaxと発光効率SEとの商演算に基づく閾値は、その動作温度における許容発光強度Pmaxに対応の許容駆動電流Imaxに相当する。この光出力制御回路では、所定の許容発光強度Pmax、所望の発光強度Ptar、所望の消光比ERを予め与えておくことによって自動的に閾値が生成され、当該閾値とモニタした駆動電流との比較によって、半導体発光素子の光出力が停止される。したがって、この光出力制御回路は、モニタした駆動電流のみから、安全基準に準拠するための光出力制御を動作温度に応じて達成することができる。 The luminous efficiency SE corresponds to the slope of the Iop-Po characteristic at the operating temperature of the semiconductor light emitting device, where Iop is the driving current of the semiconductor light emitting device and Po is the light output intensity. Therefore, the threshold value based on the quotient calculation between the predetermined allowable light emission intensity Pmax and the light emission efficiency SE corresponds to the allowable drive current Imax corresponding to the allowable light emission intensity Pmax at the operating temperature. In this light output control circuit, a threshold value is automatically generated by giving a predetermined allowable light emission intensity Pmax, a desired light emission intensity Ptar, and a desired extinction ratio ER in advance, and the threshold value is compared with the monitored drive current. As a result, the light output of the semiconductor light emitting device is stopped. Therefore, the light output control circuit can achieve light output control for complying with the safety standard only from the monitored drive current according to the operating temperature.
なお、式(1)は、一般式であり、マーク率Mとして、例えば、50%といった値が予め設定されていてもよい。この場合には、下式(2)によって発光効率SEが演算される。
また、本発明の光出力制御回路は、入力変調信号のマーク率Mを求めるマーク率検知部を更に備え、発光効率演算部は、このマーク率Mを用いて(1)式の演算を実行することが好適である。 In addition, the light output control circuit of the present invention further includes a mark rate detection unit that obtains the mark rate M of the input modulation signal, and the light emission efficiency calculation unit uses the mark rate M to execute the calculation of equation (1). Is preferred.
また、本発明の光出力制御回路は、上記駆動電流Iopと上記閾値とを比較する比較部を更に備え、この比較部は、駆動電流Iopが閾値を超える場合に、HIGHレベルを出力し、制御部は、当該HIGHレベルにより、半導体発光素子の光出力を停止させてもよい。 The optical output control circuit according to the present invention further includes a comparison unit that compares the drive current Iop with the threshold value. The comparison unit outputs a HIGH level when the drive current Iop exceeds the threshold value, and performs control. The unit may stop the light output of the semiconductor light emitting element according to the HIGH level.
本発明によれば、半導体発光素子の駆動電流に基づき、半導体発光素子の光出力を動作温度に応じて制御可能な光出力制御回路及び光出力制御方法が提供される。 According to the present invention, there are provided a light output control circuit and a light output control method capable of controlling the light output of a semiconductor light emitting element according to the operating temperature based on the drive current of the semiconductor light emitting element.
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。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。また、信号及び電流それぞれと共に併記する記号は、それぞれのレベルとしても用いることとする。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals. Further, the symbols written together with the signal and current are also used as the respective levels.
図1は、本発明の実施形態にかかる光出力制御回路の構成を示す図である。図1に示す光出力制御回路10は、ドライバ部12、バイアス電流源14、半導体発光素子16、半導体受光素子18、マーク率検知部20、消光比制御部22、制御部(APC)24、駆動電流算出部26、発光効率演算部28、閾値生成部30、記憶部32、比較部34、及び、ORロジック部36を備える。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a light output control circuit according to an embodiment of the present invention. 1 includes a
ドライバ部12は、入力変調信号に基づき半導体発光素子16に変調電流Imを供給して、半導体発光素子16を強度変調する。このドライバ部12は、アンプ40、差動対を構成する第1のトランジスタTr1及び第2のトランジスタTr2、並びに変調電流源38を有する。
The
アンプ40は、差動出力端子を有している。アンプ40は、入力端子42から入力される差動変調信号を増幅し、増幅した差動変調信号を差動出力端子から出力する。
The
アンプ40の差動出力端子はそれぞれ、第1のトランジスタTr1の制御端子(ゲート)及び第2のトランジスタTr2の制御端子(ゲート)に接続されている。アンプ40の差動出力端子から出力された差動変調信号は、第1のトランジスタTr1及び第2のトランジスタTr2の制御端子に出力される。
The differential output terminals of the
第1のトランジスタTr1の第1の端子(ドレイン)は、半導体発光素子16のカソードに接続されている。半導体発光素子16のアノードは、第1の電源線44aに接続されている。一方、第2のトランジスタTr2の第1の端子(ドレイン)は、第1の電源線44aに接続されている。
The first terminal (drain) of the
第1のトランジスタTr1の第2の端子(ソース)及び第2のトランジスタTr2の第2の端子(ソース)は、共通ノード41に接続されている。 The second terminal (source) of the first transistor Tr1 and the second terminal (source) of the second transistor Tr2 are connected to the common node 41.
変調電流源38は、第3のトランジスタTr3を有している。第3のトランジスタTr3の第1の端子(ドレイン)は、共通ノード41に接続されている。第3のトランジスタTr3の第2の端子(ソース)は、第2の電源線44bに接続されている。また、第3のトランジスタTr3の制御端子(ゲート)は、制御部24の出力端子24oaに接続されている。第3のトランジスタTr3は、制御端子に受けた変調電流制御信号Vmによって、変調電流Imのピーク値を設定する。
The modulation
バイアス電流源14は、第4のトランジスタTr4を有する。第4のトランジスタTr4の第1の端子(ドレイン)は、高周波を遮断するためのインダクタ46を介して半導体発光素子16のカソードに接続されている。第4のトランジスタTr4の第2の端子(ソース)は、第2の電源線44bに接続されている。また、第4のトランジスタTr4の制御端子(ゲート)は、制御部24の出力端子24obに接続されている。第4のトランジスタTr4は、制御端子に受けたバイアス電流制御信号Vbによって、バイアス電流Ibを設定する。バイアス電流源14は、インダクタ46によって、変調電流による影響を受けることなく、安定なバイアス電流を半導体発光素子16に供給できる。
The bias current source 14 includes a fourth transistor Tr4. The first terminal (drain) of the fourth transistor Tr4 is connected to the cathode of the semiconductor
半導体受光素子18のカソードは第1の電源線44aに接続され、半導体受光素子18のアノードは制御部24の入力端子24ibに接続されている。半導体受光素子18は、半導体発光素子16から出射される光の一部を受け、この光の強度に応じた電流Impdを出力する。半導体受光素子18には、例えば、フォトダイオード(PD)が用いられる。なお、半導体発光素子16から出射される光の他の一部は、光ファイバ48に出力される。
The cathode of the semiconductor
マーク率検知部20は、入力端子20iに入力変調信号を受ける。マーク率検知部20は、入力変調信号を監視することによって変調信号のマーク率Mを求める。マーク率検知部20は、出力端子20oから、このマーク率Mを制御部24及び発光効率演算部28に出力する。
The mark
消光比制御部22は、半導体発光素子16の光出力の消光比を半導体発光素子16の温度に応じて制御する。ここで、半導体発光素子16の光出力の温度依存性について説明する。
The extinction
図2は、半導体発光素子16の駆動電流Iop−光出力強度Po特性を示す図である。図2では、Tldが発光素子の動作温度、Phが光出力の最大値、Ptarが要請される光出力、Plが光出力の最小値、Ithが閾値電流、Im4及びIm6がそれぞれTld=40℃及びTld=60℃の場合の変調電流、Ib4及びIb6がそれぞれTld=40℃及びTld=60℃の場合のバイアス電流を示している。なお、消光比ERはER=Ph/Plで求められる。
FIG. 2 is a diagram showing the drive current Iop-light output intensity Po characteristic of the semiconductor
光データリンクでは、光出力Ptarと消光比ERが一定であることが要請される。しかし、発光素子の温度Tldが変化すると、半導体発光素子16のIop−Po特性は変化する。発光素子の温度Tldが変化しても、所望の光出力Ptar及び消光比ERを得るには、変調電流Imとバイアス電流Ibを、温度に応じて調整する必要がある。
The optical data link is required to have a constant optical output Ptar and extinction ratio ER. However, when the temperature Tld of the light emitting element changes, the Iop-Po characteristic of the semiconductor
具体的には、図2に示すように、Tld=40℃及びTld=60℃の双方において、Ptar及びERが一定の光出力Po1を得るには、Tld=40℃では駆動電流をIop4、Tld=60℃では駆動電流をIop6のように変える必要がある。すなわち、変調電流とバイアス電流との比率を、Tld=40℃ではIm4/Ib4、Tld=60℃ではIm6/Ib6に変える必要がある。 Specifically, as shown in FIG. 2, in order to obtain a light output Po1 with constant Ptar and ER at both Tld = 40 ° C. and Tld = 60 ° C., the drive current is set to Iop4, Tld at Tld = 40 ° C. At = 60 ° C., it is necessary to change the drive current as Iop6. That is, it is necessary to change the ratio between the modulation current and the bias current to Im4 / Ib4 at Tld = 40 ° C. and Im6 / Ib6 at Tld = 60 ° C.
そのために、消光比制御部22は、半導体発光素子16の温度に応じたIm/Ib比率を制御部24に出力することによって、消光比を制御する。本実施の形態では、消光比制御部22は、発光素子の温度の代わりに環境温度毎のIm/Ib比率のデータを記憶している。このIm/Ib比率は、その環境温度のときに、半導体発光素子16が所望の発光強度Ptar及び所望の消光比ERとなるように予め設定された変調電流Imとバイアス電流Ibの比率である。消光比制御部22は、例えばサーミスタといった感温素子によって監視された温度信号Taを入力端子22iに受け、この温度信号Taに対応するIm/Ibの比率を出力端子22oから制御部24に出力する。
Therefore, the extinction
制御部24は、入力端子24iaにマーク率Mを受け、入力端子24ibに電流Impdを受ける。また、制御部24は、入力端子24icにIm/Ib比率を受け、入力端子24idにPD電流制御目標値Itpdを受ける。制御部24は、当該マーク率M及びIm/Ib比率において、電流ImpdがPD電流制御目標値Itpdに等しくなるよう、変調電流制御信号Vm及びバイアス電流制御信号Vbを生成する。制御部24は、出力端子24oaから変調電流制御信号Vmを出力し、出力端子24obからバイアス電流制御信号Vbを出力する。制御部24は、この変調電流制御信号Vm及びバイアス電流制御信号Vbによって変調電流Im及びバイアス電流Ibを設定し、半導体発光素子16に負帰還制御を施す。
The
なお、PD電流制御目標値Itpdは、半導体発光素子16の光出力が所望の発光強度Ptar及び消光比ERとなるように、予め設定された電流Impdの目標値である。PD電流制御目標値Itpdは、例えば、出荷前に、半導体発光素子16の光出力が所望の発光強度Ptar及び消光比ERとなるときの電流Impdに設定され、記憶素子に記憶されている。
The PD current control target value Itpd is a target value of the current Impd that is set in advance so that the light output of the semiconductor
以下、光出力制御回路10における過発光制御に関する構成を説明する。バイアス電流源14は、バイアス電流モニタ部50を更に有する。このバイアス電流モニタ部50は、バイアス電流Ibに応じた第1の信号Vibmを駆動電流算出部26に出力する。バイアス電流モニタ部50は、例えば、第4のトランジスタTr4と同特性のトランジスタ、及び抵抗で構成される。この場合に、バイアス電流モニタ部50は、バイアス電流Ibのミラー電流を電流−電圧変換することによって第1の信号Vibmを生成する。
Hereinafter, a configuration related to over-emission control in the light
変調電流源38は、変調電流モニタ部52を更に有する。この変調電流モニタ部52は、変調電流Imに応じた第2の信号Vimmを駆動電流算出部26及び発光効率演算部28に出力する。変調電流モニタ部52は、例えば、第3のトランジスタTr3と同特性のトランジスタ、及び抵抗で構成される。
The modulation
駆動電流算出部26は、入力端子26ibに第1の信号Vibmを受け、入力端子26iaに第2の信号Vimmを受ける。駆動電流算出部26は、第1の信号Vibm及び第2の信号Vimmに基づき、半導体発光素子16の駆動電流Iop、及び、この電流に応じた第3の信号Vopを算出する。駆動電流算出部26は、出力端子26oaから駆動電流Iopを出力し、出力端子26obから第3の信号Vopを出力する。
The drive
駆動電流算出部26は、例えば、変調電流モニタ部52の電流−電圧変換に相当する演算の逆演算を行うことによって、変調電流Imを算出する。変調電流モニタ部52が、Vimm=Im×a(aは定数。図1の回路ではaは変調電流モニタ部52の抵抗値による変換利得)の演算相当の電流−電圧変換を行っていれば、駆動電流算出部26は、Im=Vimm/aの演算によって変調電流Imを求める。同様に、駆動電流算出部26は、バイアス電流Ibを求める。駆動電流Iopは、変調電流Imとバイアス電流Ibを加算することによって求められる。駆動電流算出部26は、電流−電圧変換によって、この駆動電流Iopから第3の信号Vopを算出する。
For example, the drive
発光効率演算部28は、入力端子28iaに第2の信号Vimmを受け、入力端子28ibに消光比ERを受ける。また、発光効率演算部28は、入力端子28icに所望の発光強度Ptarを受け、入力端子28idに変調信号のマーク率Mを受ける。発光効率演算部28は、駆動電流算出部26と同様に、第2の信号Vimmを電流値に換算して得られる変調電流Imを求める。発光効率演算部28は、所望の発光強度Ptar及び消光比ER、変調信号のマーク率M、並びに、変調電流Imに基づく上記式(1)の演算を行うことによって、発光効率SEを算出し、出力端子28oaからこの発光効率SEを閾値生成部30に出力する。なお、変調信号のマーク率Mが、50%である場合には、発光効率演算部28は、上記式(1)の代わりに上記式(2)によって発光効率SEを算出することができる。
The luminous
更に、発光効率演算部28は、所望の発光強度Ptarと発光効率SEとの比Ptar/SEを算出し、出力端子28obからこのPtar/SEを閾値生成部30に出力する。
Further, the light emission
この発光効率演算部28は、例えば、マイクロコントローラといったデバイスを用いた演算回路によって構成される。また、所望の発光強度Ptar及び消光比ERは、記憶部32に予め記憶されている。
The light emission
閾値生成部30は、入力端子30iaに発光効率SEを受け、入力端子30ibにPtar/SEを受ける。また、閾値生成部30は、入力端子30icに許容発光強度Pmaxを受け、入力端子30idに駆動電流Iopを受ける。閾値生成部30は、許容発光強度Pmaxと発光効率SEとの比によって、閾値信号(閾値)Vmaxを生成する。具体的に、閾値生成部30は、駆動電流算出部26によって算出された駆動電流Iop、記憶部32に記憶されている許容発光強度Pmax及び所望の発光強度Ptar、発光効率演算部28によって算出された発光効率SE及びPtar/SEを用い、下式(3)によって許容駆動電流Imaxを求め、当該許容駆動電流Imaxを電流−電圧変換することによって、閾値信号Vmaxを算出する。閾値生成部30は、出力端子30oから閾値信号Vmaxを比較部34へ出力する。この閾値生成部30は、マイクロコントローラを用いた演算回路によって構成される。
ここで、発光効率SEは、図2に示す半導体発光素子16のIop−Po特性の傾きに相当するため、Ptar/SEは、半導体発光素子16の発光に寄与する電流に相当する。したがって、半導体発光素子16の閾値電流Ithは、駆動電流IopからPtar/SEを減算することによって求められる。
Here, since the luminous efficiency SE corresponds to the slope of the Iop-Po characteristic of the semiconductor
なお、閾値電流Ithが許容駆動電流Imaxに対して充分小さい場合には、閾値生成部30は、上記式(3)に代えて下式(4)によって許容駆動電流Imaxを算出してもよい。
比較部34は、マイナス入力端子に閾値信号Vmaxを受け、プラス入力端子に第3の信号Vopを受ける。比較部34は、第3の信号Vopと閾値信号Vmaxの比較に基づき、第4の信号Vcompを出力する。本実施の形態では、第3の信号Vopが閾値信号Vmaxを超える場合には、HIGHレベルをORロジック部36に出力する。
The
ORロジック部36の一方の入力端子には第4の信号Vcompが入力され、ORロジック部36の他方の入力端子には外部制御端子54が接続されている。ORロジック部36は、外部制御端子54経由で半導体発光素子16の光出力を停止させるための外部からのシャットダウン信号と、VcompとのOR演算を行う。
The fourth signal Vcomp is input to one input terminal of the
制御部24は、入力端子24ieにORロジック部36の出力信号を受ける。制御部24は、ORロジック部36からの信号がHIGHレベルの場合には、変調電流制御信号Vm及びバイアス電流制御信号Vbを接地電位に下げる。これにより、変調電流源38及びバイアス電流源14を停止させ、半導体発光素子16の光出力を停止させる。
The
以下、本発明の光出力制御回路10の動作を説明する。光出力制御回路10では、ドライバ部12が入力変調信号に基づき半導体発光素子16を強度変調することによって、半導体発光素子16から光が出力される。半導体発光素子16から出力された光の一部は、半導体受光素子18によって受光される。
The operation of the light
半導体受光素子18は、受光した光の強度に応じた電流Impdを生成する。この電流Impdを受けた制御部24は、マーク率検知部20から出力されたマーク率M及び消光比制御部22から出力されたIm/Ib比を示す信号で補正を加えつつ、モニタ電流Impdが電流制御目標値Itpdと等しくなるよう、変調電流制御信号Vm及びバイアス電流制御信号Vbを出力する。
The semiconductor
この変調電流制御信号Vmに応じて、変調電流源38が変調電流Imを設定し、また、バイアス電流制御信号Vbに応じて、バイアス電流源14がバイアス電流Ibを設定する。このように設定された変調電流及びバイアス電流によって半導体発光素子16に負帰還制御が施され、光出力の平均値及び消光比ERが一定に保たれる。
The modulation
また、光出力制御回路10では、駆動電流算出部26によって、駆動電流Iopに応じた第3の信号Vopが生成される。また、発光効率演算部28において、上記式(1)または式(2)の演算が行われることによって発光効率SEが算出され、閾値生成部30において、上記式(3)または式(4)の演算が行われることによって閾値信号Vmaxが生成される。すなわち、この光出力制御回路10では、許容発光強度Pmax、所望の発光強度Ptar、所望の消光比ERを予め与えておくだけで、自動的に、発光素子の温度に応じた閾値信号Vmaxが生成される。
In the light
半導体発光素子16が過発光の場合、すなわち、発光出力が許容発光強度Pmaxを超えた場合には、第3の信号Vopが閾値信号Vmaxより大きくなるので、比較部34の第4の出力VcompはHIGHレベルとなり、ORロジック部36の出力はHIGHレベルとなる。
When the semiconductor
このHIGHレベルの信号を受けた制御部24は、変調電流制御信号Vm及びバイアス電流制御信号Vbを接地電位に下げることによって、半導体発光素子16の光出力を停止させる。
Upon receiving this HIGH level signal, the
なお、光出力制御回路10は、外部からのシャットダウン信号をHIGHレベルとすることにより、同様に、半導体発光素子16の光出力を停止することができる。
The light
このように、光出力制御回路10は、発光素子の温度に応じで自動的に生成される閾値信号Vmaxと、モニタ駆動電流に相当する第3の信号Vopとの比較によって、半導体発光素子16の光出力を停止することができる。すなわち、この光出力制御回路10は、許容発光強度Pmax、発光強度Ptar、消光比ERが予め設定されることによって、モニタした駆動電流値のみから、安全基準に準拠するための光出力制御を発光素子の温度に応じて達成することができる。なお、許容発光強度Pmax、発光強度Ptar、消光比ERを記憶するため記憶部32は、小容量の記憶素子によって構成することができる。
As described above, the light
以下、本発明の実施形態にかかる光出力制御方法について説明する。この光出力制御方法では、まず、半導体発光素子16にバイアス電流Ibが供給される。バイアス電流Ibは、例えば、バイアス電流源14によって供給される。
The light output control method according to the embodiment of the present invention will be described below. In this light output control method, first, a bias current Ib is supplied to the semiconductor
これと同時に、入力変調信号に対応して半導体発光素子16に変調電流Imが供給される。変調電流Imは、例えば、ドライバ部12及び変調電流源38によって供給される。
At the same time, the modulation current Im is supplied to the semiconductor
バイアス電流Ib及び変調電流Imは、半導体発光素子16の光出力及び消光比ERが一定になるように設定される。バイアス電流Ib及び変調電流Imは、例えば、制御部24を用いた負帰還制御によって設定される。
The bias current Ib and the modulation current Im are set so that the light output and extinction ratio ER of the semiconductor
次いで、バイアス電流Ib及び変調電流Imに基づき、半導体発光素子16の駆動電流Iopが算出される。駆動電流Iopは、例えば、駆動電流算出部26によって算出される。
Next, the drive current Iop of the semiconductor
次いで、所望の発光強度Ptar及び消光比ER、変調信号のマーク率M、並びに変調電流Imに係る上式(1)又は(2)に基づき、半導体発光素子16の発光効率SEが算出される。発光効率SEは、例えば、発光効率演算部28によって算出される。
Next, the light emission efficiency SE of the semiconductor
次いで、許容発光強度Pmaxと発光効率SEとの比によって、閾値Vmaxが生成される。閾値Vmaxは、例えば、閾値生成部30によって、上式(3)又は(4)に基づき生成される。
Next, the threshold value Vmax is generated based on the ratio between the allowable light emission intensity Pmax and the light emission efficiency SE. The threshold value Vmax is generated by the
そして、駆動電流Iopが閾値Vmaxを超える場合に、半導体発光素子16の光出力が停止される。半導体発光素子16の光出力停止は、例えば、制御部24、比較部34、及び、ORロジック部36が用いられて、バイアス電流Ib及び変調電流Imの供給が停止されることによって達成される。
When the drive current Iop exceeds the threshold value Vmax, the light output of the semiconductor
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形態様を構成することができる。例えば、光出力制御回路10において、ドライバ部12と半導体発光素子16とが抵抗を介して接続されてもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this embodiment, A various deformation | transformation aspect can be comprised. For example, in the light
また、上述した実施の形態では、ドライバ部12が半導体発光素子16をDC駆動する構成を例示したが、ドライバ部12が半導体発光素子16をAC駆動する構成であってもよい。図3は、半導体発光素子16をAC駆動する場合の光出力制御回路10aを示す図である。図3に示す光出力制御回路10aでは、コンデンサ56を介して、ドライバ部12と半導体発光素子16とが接続されている。したがって、変調電流源38のDC電流が半導体発光素子16に供給されなくなるので、駆動電流算出部26は、バイアス電流源14から第1の信号Vibmのみを受け、当該第1の信号Vibmに基づき、駆動電流Iopの電流値(Iop=Ib)、及び、この電流値に応じたレベルの第3の信号Vopを算出する。光出力制御回路10aのその他の構成及び動作は、光出力制御回路10と同様である。
Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the
10…光出力制御回路、12…ドライバ部、14…バイアス電流源、16…半導体発光素子、18…半導体受光素子、20…マーク率検知部、22…消光比制御部、24…制御部、26…駆動電流算出部、28…発光効率演算部、30…閾値生成部、32…記憶部、34…比較部、36…ORロジック部、38…変調電流源、40…アンプ、42…入力端子、46…インダクタ、48…光ファイバ、50…バイアス電流モニタ部、52…変調電流モニタ部、54…外部制御端子、56…コンデンサ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
変調信号を受け、該変調信号に対応して該半導体発光素子に変調電流Imを供給する変調電流源を有するドライバ部と、
該バイアス電流Ib及び該変調電流Imを設定する制御部と、
所望の発光強度Ptar及び消光比ER、該変調信号のマーク率M、並びに該変調電流Imに係る下式(1)に基づき発光効率SEを算出する発光効率演算部と、
該バイアス電流Ib及び該変調電流Imに基づき、該半導体発光素子の駆動電流Iopを算出する駆動電流算出部と、
を備え、
該制御部は、該駆動電流Iopが該閾値を超える場合に、該半導体発光素子の光出力を停止させる、
光出力制御回路。 A bias current source for supplying a bias current Ib to the semiconductor light emitting device;
A driver unit having a modulation current source for receiving a modulation signal and supplying a modulation current Im to the semiconductor light emitting element in response to the modulation signal;
A control unit for setting the bias current Ib and the modulation current Im;
A light emission efficiency calculation unit that calculates the light emission efficiency SE based on the desired light emission intensity Ptar and extinction ratio ER, the mark ratio M of the modulation signal, and the following equation (1) relating to the modulation current Im;
A drive current calculation unit that calculates a drive current Iop of the semiconductor light emitting element based on the bias current Ib and the modulation current Im;
With
The control unit stops the light output of the semiconductor light emitting element when the drive current Iop exceeds the threshold.
Light output control circuit.
前記発光効率演算部は、該マーク率Mを用いて前記(1)式の演算を実行する、請求項1記載の光出力制御回路。 A mark rate detection unit for obtaining a mark rate M of the modulation signal;
The light output control circuit according to claim 1, wherein the light emission efficiency calculation unit executes the calculation of the formula (1) using the mark rate M.
該比較部は、前記駆動電流Iopが前記閾値を超える場合に、HIGHレベルを出力し、
前記制御部は、当該HIGHレベルにより、前記半導体発光素子の光出力を停止させる、
請求項1又は2に記載の光出力制御回路。 A comparator for comparing the driving current Iop with the threshold;
The comparison unit outputs a HIGH level when the drive current Iop exceeds the threshold,
The control unit stops the light output of the semiconductor light emitting element according to the HIGH level.
The light output control circuit according to claim 1.
所望の発光強度Ptar及び消光比ER、該変調信号のマーク率M、並びに該変調電流Imに係る下式(1)に基づき発光効率SEを算出する工程と、
該バイアス電流Ib及び該変調電流Imに基づき、該半導体発光素子の駆動電流Iopを算出する工程と、
該駆動電流Iopが該閾値を超える場合に、該半導体発光素子の光出力を停止させる工程と、
を含む光出力制御方法。 Supplying a bias current Ib and the modulation current Im to the semiconductor light emitting device;
Calculating the luminous efficiency SE based on the following equation (1) relating to the desired emission intensity Ptar and extinction ratio ER, the mark ratio M of the modulation signal, and the modulation current Im;
Calculating a drive current Iop of the semiconductor light emitting element based on the bias current Ib and the modulation current Im;
Stopping the light output of the semiconductor light emitting device when the drive current Iop exceeds the threshold;
A light output control method including:
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