JP2006310665A - Signal-detecting device for semiconductor laser element and input/output characteristics detecting device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パルス駆動される半導体レーザ素子の信号検出装置及びそれを用いた入出力特性検出装置に関する。 The present invention relates to a pulse-driven semiconductor laser element signal detection apparatus and an input / output characteristic detection apparatus using the same.
近年、代表的なフォトエレクトロニクスデバイスの1つとして、半導体レーザ素子が多くの分野で利用されており、例えば、光ディスクドライブの分野においては、書き込み用光源としてパルス駆動される半導体レーザ素子が使用されている。この分野では、書き込み速度を高速化することに対する要求が高いことに伴い、半導体レーザ素子は年々高出力化しており、そのため、高い駆動電流に対しても安定してレーザ発振可能な半導体レーザ素子を提供する事が必要になっている。 In recent years, as one of typical photoelectronic devices, a semiconductor laser element has been used in many fields. For example, in the field of an optical disk drive, a pulsed semiconductor laser element is used as a light source for writing. Yes. In this field, as the demand for increasing the writing speed is high, semiconductor laser elements are increasing in output year by year. Therefore, a semiconductor laser element capable of stably oscillating a laser even at a high driving current is provided. It is necessary to provide.
ところが、半導体レーザ素子の中には、高電流領域において、駆動電流に対する光出力特性(入出力特性)を示すグラフ上に直線性の乱れが生じたり、パルス駆動時に出力されるパルス光の立ち上がり不足やオーバーシュートといったパルス波形の平坦性が失われているものがある。このような現象はキンク現象と呼ばれ、製造時における半導体薄膜の結晶欠陥や積層誤差等に起因するものであり、横モードの発振が不安定化するため、このような半導体レーザ素子は書き込み用光源として利用に供することができない。そこで、半導体レーザ素子の製造にあたっては、製造された半導体レーザ素子全数を対象として、実使用条件に即した駆動条件で入出力特性を測定することでスクリーニングを行い、上記のようなキンクを発生する半導体レーザを除去することが行われている。 However, in some semiconductor laser devices, linearity is disturbed on the graph showing the optical output characteristics (input / output characteristics) with respect to the driving current in the high current region, or the rise of the pulsed light output during pulse driving is insufficient. In some cases, the flatness of the pulse waveform is lost, such as overshoot. Such a phenomenon is called a kink phenomenon, which is caused by crystal defects or stacking errors of the semiconductor thin film during manufacturing, and the oscillation of the transverse mode becomes unstable. It cannot be used as a light source. Therefore, when manufacturing semiconductor laser devices, screening is performed by measuring the input / output characteristics under the driving conditions in accordance with the actual usage conditions for all manufactured semiconductor laser devices, and the above-described kinks are generated. The semiconductor laser is removed.
上記のスクリーニングに用いられる半導体レーザの入出力特性検出装置は、図6に示すように、電流パルス回路100から所定のパルス幅・繰り返し周期を有し、かつ、波高値が所定の最大値まで増大する電流パルス列信号を、検査対象素子である半導体レーザ102に入力してパルス駆動し、半導体レーザ102から抽出した駆動電流の波高値と、半導体レーザ素子102から放射されたパルス光を光電変換手段104により変換して得られた電気パルス信号の波高値と、をそれぞれ検出することで、半導体レーザ102の入出力特性を検出するというものである。
As shown in FIG. 6, the semiconductor laser input / output characteristic detection apparatus used for the screening has a predetermined pulse width and repetition period from the
従来、このような駆動電流の波高値や電気パルス信号の波高値を検出する検出回路には、サンプルホールド回路106、106が用いられている(例えば、特許文献1参照)。このサンプルホールド回路106は、入力される駆動電流あるいは電気パルス信号を遮断するリレー108と該入力信号により充電されるコンデンサ110を備え、検出したい入力信号の任意のタイミングにてリレー108をOPENにすることにより、その時点(サンプル時刻)における入力信号の波高値を保持するもので、これにより、保持した波高値を計測可能とするものである。
Conventionally,
しかしながら、上記のような入出力特性検出装置において、パルス状の入力信号の波高値を検出する検出回路としてサンプルホールド回路106を用いた場合、以下のような問題がある。すなわち、パルス駆動時に半導体レーザ素子102から出力されるパルス光の波形平坦性を検知するために、パルス光の1パルス中において複数N個のサンプル時刻を設定して、各サンプル時刻における入出力特性を検出するには、半導体レーザ素子102に同一波高値の電流パルス列信号を複数Nパルス入力し、その都度、半導体レーザ102からの駆動電流及び電気パルス信号を、サンプルホールド回路106のリレー108のリレータイミングを変えて複数N回測定を繰り返す必要があり、そのため、N倍の時間を要することとなり問題である。特に、製造された半導体レーザ素子全数にわたる入出力特性検査を行っている現在の量産工程においては、多大な時間がかかることとなり問題である。
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、検出時間を増加させることなく、1パルス中において任意のタイミングで複数N個のサンプル時刻を設定して、各サンプル時刻における入出力特性を検出することができる半導体レーザ素子の入出力特性検出装置をコスト安価に提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and by setting a plurality of N sample times at an arbitrary timing within one pulse without increasing the detection time, the input / output characteristics at each sample time are set. An object of the present invention is to provide an input / output characteristic detection device for a semiconductor laser element capable of detecting the above at low cost.
請求項1に係る発明は、一定周期をもって段階状に波高値が増大する電流パルス列信号に基づいてパルス光を出力する半導体レーザ素子の信号検出装置において、前記半導体レーザ素子から抽出した駆動電流における1パルス内の所定のサンプル時刻における波高値を検出する電流検出回路を有し、前記電流検出回路は、A/D変換手段と、ラッチタイミング信号が入力されるN段(但し、N>1の整数)のラッチ手段を備えたラッチ回路とを有し、前記ラッチタイミング信号は、前記1パルスにおけるサンプル時刻が順番に長くなるようにN個設定され、前記N段のラッチ手段に各ラッチタイミング信号がそれぞれ入力されることにより、前記駆動電流の1パルス中にN個のサンプル時刻を設定し、各サンプル時刻におけるそれぞれの波高値を検出することを特徴とする半導体レーザ素子の信号検出装置である。 The invention according to claim 1 is a signal detection device for a semiconductor laser element that outputs pulsed light based on a current pulse train signal whose peak value increases stepwise with a constant period. A current detection circuit for detecting a peak value at a predetermined sample time in the pulse, wherein the current detection circuit is an A / D converter and an N stage to which a latch timing signal is input (where N> 1 integer) The latch timing signal is set so that the sampling time in the one pulse becomes longer in order, and each latch timing signal is supplied to the N-stage latch means. By inputting each, N sample times are set in one pulse of the drive current, and each wave height at each sample time is set. A signal detecting apparatus for a semiconductor laser device characterized by detecting a.
請求項2に係る発明は、一定周期をもって段階状に波高値が増大する電流パルス列信号に基づいてパルス光を出力する半導体レーザ素子の信号検出装置において、光電変換手段により前記パルス光から変換した電気パルス信号における1パルス内の所定のサンプル時刻における波高値を検出する光検出回路を有し、前記光検出回路は、A/D変換手段と、ラッチタイミング信号が入力されるN段(但し、N>1の整数)のラッチ手段を備えたラッチ回路とを有し、前記ラッチタイミング信号は、前記1パルスにおけるサンプル時刻が順番に長くなるようにN個設定され、前記N段のラッチ手段に各ラッチタイミング信号がそれぞれ入力されることにより、前記電気パルス信号の1パルス中にN個のサンプル時刻を設定し、各サンプル時刻におけるそれぞれの波高値を検出することを特徴とする半導体レーザ素子の信号検出装置である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a signal detecting device for a semiconductor laser element that outputs a pulsed light based on a current pulse train signal whose peak value increases stepwise with a constant period, and an electric signal converted from the pulsed light by a photoelectric conversion means. It has a photodetection circuit for detecting a peak value at a predetermined sample time in one pulse in the pulse signal, and the photodetection circuit has A / D conversion means and N stages (however, N The latch timing signal is set to N so that the sampling time in the one pulse becomes longer in order, and each of the N stages of latch means has each latch timing signal. By inputting the latch timing signal, N sample times are set in one pulse of the electric pulse signal, and each sample time is set. A signal detecting apparatus for a semiconductor laser device characterized by detecting the peak value of Rusorezore.
請求項3に係る発明は、一定周期をもって段階状に波高値が増大する電流パルス列信号を入力して半導体レーザ素子を駆動し、前記半導体レーザ素子の駆動電流の波高値と、前記半導体レーザ素子から放射されるパルス光を光電変換手段により変換して得られた電気パルス信号の波高値とを検出して、駆動電流の波高値の変化に対するパルス光の波高値の変化を検出する半導体レーザ素子の入出力検出装置において、前記半導体レーザ素子から抽出した駆動電流における1パルス内の所定のサンプル時刻における波高値を検出する電流検出回路と、前記電気パルス信号における1パルス内の所定のサンプル時刻における波高値を検出する光検出回路を有し、前記電流検出回路は、A/D変換手段と、第1ラッチタイミング信号が入力されるN段(但し、N>1の整数)のラッチ手段を備えた第1ラッチ回路とを有し、前記第1ラッチタイミング信号は、前記駆動電流の1パルスにおけるサンプル時刻が順番に長くなるようにN個設定され、前記第1ラッチ回路におけるN段のラッチ手段に各第1ラッチタイミング信号がそれぞれ入力されることにより、前記駆動電流の1パルス中にN個のサンプル時刻を設定し、各サンプル時刻におけるそれぞれの波高値を検出し、前記光検出回路は、A/D変換手段と、第2ラッチタイミング信号が入力されるN段のラッチ手段を備えた第2ラッチ回路とを有し、前記第2ラッチタイミング信号は、前記各第1ラッチタイミング信号のそれぞれのサンプル時刻と同じタイミングでN個設定され、前記第2ラッチ回路におけるN段のラッチ手段に各第2ラッチタイミング信号がそれぞれ入力されることにより、前記電気パルス信号の1パルス中にN個のサンプル時刻を設定し、各サンプル時刻におけるそれぞれの波高値を検出することを特徴とする半導体レーザ素子の入出力特性検出装置である。 According to a third aspect of the present invention, a semiconductor laser element is driven by inputting a current pulse train signal whose peak value increases stepwise with a constant period, and the peak value of the driving current of the semiconductor laser element is calculated from the semiconductor laser element. A semiconductor laser device for detecting a change in the peak value of a pulsed light relative to a change in the peak value of a drive current by detecting the peak value of an electric pulse signal obtained by converting the emitted pulsed light by a photoelectric conversion means. In the input / output detection apparatus, a current detection circuit for detecting a peak value at a predetermined sample time in one pulse in the drive current extracted from the semiconductor laser element, and a wave at a predetermined sample time in one pulse in the electric pulse signal A photodetection circuit for detecting a high value, wherein the current detection circuit is configured to receive an A / D conversion unit and an N input with a first latch timing signal; (Where N> 1 is an integer) having a first latch circuit, and the number of the first latch timing signals is N so that the sampling time in one pulse of the drive current becomes longer in order. The first latch timing signals are respectively input to the N-stage latch means in the first latch circuit, so that N sample times are set in one pulse of the drive current. Each peak value is detected, and the light detection circuit includes an A / D conversion unit and a second latch circuit including an N-stage latch unit to which a second latch timing signal is input. N latch timing signals are set at the same timing as the respective sample times of the first latch timing signals, and each latch timing signal is set in each of the N stages of latch means in the second latch circuit. 2 latch timing signals are respectively input, N sample times are set in one pulse of the electric pulse signal, and a peak value at each sample time is detected. This is an input / output characteristic detection device.
請求項4に係る発明は、1パルス中における同時刻のサンプル時刻において検出した前記駆動電流の波高値と前記電気パルス信号の波高値に基づき、前記駆動電流の波高値の変化に対する前記電気パルス信号の波高値の変化を検出することを特徴とする請求項3に記載の半導体レーザ素子の入出力特性検出装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, the electric pulse signal corresponding to a change in the peak value of the driving current is based on the peak value of the driving current and the peak value of the electric pulse signal detected at the same sampling time in one pulse. 4. The input / output characteristic detecting device for a semiconductor laser device according to
請求項5に係る発明は、前記電流パルス列信号の波高値を可変とする波高値制御手段を備え、前記電流パルス列信号の目標波高値と前記電流検出回路による検出波高値との偏差に基づき、前記波高値制御手段をフィードバック補償することにより、前記半導体レーザ素子に入力される電流パルス列信号の波高値を所定の目標波高値に設定することを特徴とする請求項3又は4に記載の半導体レーザ素子の入出力特性検出装置である。
The invention according to claim 5 includes a crest value control means for varying a crest value of the current pulse train signal, and based on a deviation between a target crest value of the current pulse train signal and a crest value detected by the current detection circuit, 5. The semiconductor laser element according to
請求項6に係る発明は、前記の整数Nは3以上であって、第1ラッチタイミング信号の各サンプル時刻の間隔が等間隔に設定されていることを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載の半導体レーザ素子の入出力特性検出装置である。 The invention according to claim 6 is characterized in that the integer N is 3 or more, and the interval of each sample time of the first latch timing signal is set to be equal. An input / output characteristic detection apparatus for a semiconductor laser device according to claim 1.
本発明によれば、コスト増加を伴うことなく、1パルス中において任意のタイミングで設定された複数のサンプル時刻における半導体レーザ素子の入出力特性を高速に測定することができる。 According to the present invention, input / output characteristics of a semiconductor laser element at a plurality of sample times set at arbitrary timings in one pulse can be measured at high speed without increasing the cost.
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本実施形態にかかる半導体レーザ素子1の入出力特性検出装置10のブロック回路図であり、図2は同装置10のブロック回路の電流パルス列信号発生回路20における各種の電気信号を示すグラフ、図3は同装置10のブロック回路の検出回路30、50における各種信号を示すグラフ、図4は同装置10によって検出された入出力特性を示すグラフである。
FIG. 1 is a block circuit diagram of an input / output
図1に示すように、この入出力特性検出装置10は、パルス駆動時における半導体レーザ素子1の駆動電流の変化に対する光出力の変化を検出するための装置であって、検査対象である半導体レーザ素子1に入力される電流パルス列信号を発生する電流パルス列信号発生回路20と、電流パルス列信号を受けて作動した半導体レーザ素子1より抽出した駆動電流を検出する電流検出回路30と、電流パルス列信号を受けて半導体レーザ素子1から発振されるパルス光を検出する光検出回路50と、これら各回路20、30、50を予め定められた操作プログラムに従って制御するメインプロセッサ12とより構成される。
As shown in FIG. 1, this input / output
電流パルス列信号発生回路20は、階段波形電圧発生回路22と駆動回路24とを備えており、メインプロセッサ12から電圧発生指令の入力を受けた階段波形電圧発生回路22は、図2(a)に示すように、一定周期τc(例えばτc=1ms)をもって0Vから所定の最大値(例えば、10V)まで階段状に波高値が増大する基準電圧信号Vrefを発生し、これを駆動回路24に入力する。
The current pulse train
基準電圧信号Vrefが入力された駆動回路24では、電圧−電流変換回路26によって基準電圧信号Vrefを電流信号に変換する。変換された電流信号は、高速スイッチングトランジスタ等を用いて構成されたスイッチ手段28をON/OFF制御することで、図2(b)に示すような、パルス幅Pw(例えば、20ns)、繰り返し周期Pt(例えば、40ns)を有し、波高値が所定の最大値まで増大する電流パルス列信号に成形される。このスイッチ手段28は、メインプロセッサ12からパルス幅設定指令を受けて作動した不図示のパルス発生器から送出されるON/OFF切り換え動作タイミングパルスによって制御されている。
In the
電流パルス列信号発生回路20において発生された電流パルス列信号は、検査対象である半導体レーザ素子1に入力されることで、半導体レーザ素子1は駆動され駆動電流の波高値に応じた光強度及びパルス幅を有するパルス光を放射する。このようにして作動した半導体レーザ素子1を流通するパルス電流値、すなわち、駆動電流の波高値は、電流検出回路30により検出される。
The current pulse train signal generated in the current pulse train
電流検出回路30は、増幅器32、A/D変換器34、ラッチ回路36とを備え、半導体レーザ素子1から抽出した駆動電流を増幅器32及びA/D変換器34を介して増幅及びデジタル変換し、これを3段のラッチICからなるラッチ回路36に入力することで、各ラッチICに入力された駆動電流の波高値に対応したデジタル信号を検出するようになっている。
The
詳細には、図3に示すように、A/D変換器34に入力された半導体レーザ素子1から抽出した1パルス分の駆動電流は、A/D変換器34の変換クロックの立ち上がりエッジでデジタル信号に都度変換され、A/D変換器34の後段に配置されたラッチ回路36の3段のラッチICのそれぞれに入力される。ラッチ回路36では、メインプロセッサ12からラッチ作動指令を受けて、タイミング回路40より、駆動電流の1パルス中において、該パルスの立ち上がり時点t0からの時刻が異なり、順番に長くなる3つの時刻t1、t2、t3にラッチタイミング信号が出力され、ラッチ回路36における3段の各ラッチICに異なる時刻t1、t2、t3に設定された3つのラッチタイミング信号がそれぞれ1個ずつ入力される。3段の各ラッチICは、入力を受けたラッチタイミング信号にしたがって作動し、ラッチタイミング信号が入力された時刻における駆動電流の波高値に対応したデジタル信号を検出する。つまり、1パルス中に設定された3つの時刻t1、t2、t3は、1パルス中において駆動電流の波高値を検出するサンプル時刻となる。なお、A/D変換器34において、駆動電流が入力されてからデジタル変換結果が出力されるまでに、変換クロックで数クロック(例えば、6クロック)に相当する期間の変換タイムラグが生じる場合がある。このような場合、図3におけるラッチタイミング信号は、該変換タイムラグ分(例えば、6クロックに相当する期間)だけ遅延させた時刻に設定することがある。
Specifically, as shown in FIG. 3, the drive current for one pulse extracted from the semiconductor laser element 1 input to the A /
ラッチ回路36において検出された3つのサンプル時刻t1、t2、t3における駆動電流の波高値は、電流検出回路30から出力され、メインプロセッサ12に転送される。
The crest values of the drive current at the three sample times t1, t2, and t3 detected by the
また、半導体レーザ素子1から出力されるパルス光の強度、すなわち、パルス光の波高値は、半導体レーザ素子1の近傍に配置された、例えば、フォトダイオード等の受光素子を用いた光電変換手段60によって電気パルス信号に変換し、該電気パルス信号の波高値として光出力検出回路50により検出される。
The intensity of the pulsed light output from the semiconductor laser element 1, that is, the peak value of the pulsed light is a photoelectric conversion means 60 using a light receiving element such as a photodiode disposed in the vicinity of the semiconductor laser element 1. Is converted into an electric pulse signal, and the peak value of the electric pulse signal is detected by the optical
この光検出回路50は、半導体レーザ素子1から放射されるパルス光に対応した電気パルス信号が入力される点を除き、上記電流検出回路30と同様の構成及び動作をする。すなわち、光検出回路50は、増幅器52、A/D変換器54、ラッチ回路56とを備え、パルス光に対応した電気パルス信号を増幅器52及びA/D変換器54を介して増幅及びデジタル変換して、3段のラッチICからなるラッチ回路56に出力する。電気パルス信号に対応したデジタル信号が入力されたラッチ回路56には、タイミング回路40より、電気パルス信号のパルスの立ち上がり時点t0からの時刻を、電流検出回路30のラッチ回路36に入力されたラッチタイミング信号に設定された時刻t1、t2、t3と同一の時刻に設定した3つのラッチタイミング信号が、ラッチ回路56における3段の各ラッチICにそれぞれ1個ずつ入力される。つまり、光検出回路50における3つのラッチタイミング信号は、電流検出回路30におけるラッチタイミング信号のそれぞれのサンプル時刻t1、t2、t3と同じタイミングに設定されている。ラッチ回路56における3段の各ラッチICは、入力を受けたラッチタイミング信号にしたがって作動し、ラッチタイミング信号が入力された時刻(サンプル時刻)t1、t2、t3における電流パルス信号の波高値に対応したデジタル信号を検出する。そして、ラッチ回路56において検出された3つのサンプル時刻におけるパルス光の波高値は、光検出回路50から出力され、メインプロセッサ12に転送される。
The
なお、電流検出回路50及び光検出回路50のラッチ回路36、56は、3段のラッチICに変えて、CPLD(Complex Programmable Logic Device)によって構成してもよい。
Note that the
そして、上記電流パルス列信号発生回路20から出力される電流パルス列信号の波高値のことなる全ての電流パルスに対応する半導体レーザ素子1の駆動電流の波高値とパルス光の波高値の検出を行うことで、図4に示すような、1パルス中に設定した3個のサンプル時刻t1〜t3における半導体レーザ素子1の注入電流に対する光出力特性をそれぞれ検出することができる。
Then, detection of the crest value of the driving current and the crest value of the pulsed light of the semiconductor laser element 1 corresponding to all the current pulses having the crest value of the current pulse train signal output from the current pulse train
なお、本実施形態発明において、設定するサンプル時刻を3個としたが、本発明はこれに限定されず、電流検出回路30及び光検出回路50の両ラッチ回路36、56におけるラッチICをN段(N>1の整数)、好ましくは、3段以上で構成し、ラッチタイミング信号をN個設定してもよく、これにより、1パルス中に異なるN個のサンプル時刻における入出力特性を検出することができる。
In the present embodiment, three sample times are set. However, the present invention is not limited to this, and the latch ICs in both the
また、本実施形態において、1パルス中に異なる3個以上のサンプル時刻を設定した場合、各サンプル時刻を等間隔に設定することが好ましく、これにより、少ないサンプル時刻であっても、半導体レーザ素子1から出力されるパルス光の立ち上がり不足やオーバーシュートといったパルス波形の平坦性が失われている半導体レーザ素子を検知することができる。 Further, in this embodiment, when three or more different sample times are set in one pulse, it is preferable to set each sample time at equal intervals. It is possible to detect a semiconductor laser element in which the flatness of the pulse waveform such as insufficient rise or overshoot of the pulsed light output from 1 is lost.
以上のように、本実施形態における装置では、電流検出回路と光検出回路のそれぞれ検出回路を、A/D変換器とN段のラッチICを備えたラッチ回路とで構成し、A/D変換器から出力されたデジタル信号をサンプリングするラッチタイミングをN個設定することにより、各検出回路に入力される信号の1パルス中にN個のサンプル時刻を設定して、各サンプル時刻におけるそれぞれの波高値を一度に検出することができ、これにより、パルス駆動される半導体レーザ素子において、1パルス中に異なるN個のサンプル時刻における入出力特性を検出するために、駆動電流の波高値及びパルス光の波高値の測定をN回繰り返す必要がなくなり、検出時間が増加することがない。そのため、量産工程において、このような複数のサンプル時刻における入出力特性を検出することを現実的に行うことができ、半導体レーザ素子1から出力されるパルス光のパルス波形の平坦性が失われている半導体レーザ素子を検知してより信頼性の高いスクリーニングを行うことができる。 As described above, in the apparatus according to the present embodiment, each of the current detection circuit and the light detection circuit is configured by an A / D converter and a latch circuit including an N-stage latch IC, and A / D conversion is performed. By setting N latch timings for sampling the digital signal output from the detector, N sample times are set in one pulse of the signal input to each detection circuit, and each wave at each sample time is set. A high value can be detected at a time, and in order to detect input / output characteristics at different N sample times during one pulse in a pulse-driven semiconductor laser element, the peak value of the drive current and the pulse light It is not necessary to repeat the measurement of the peak value of N times, and the detection time does not increase. Therefore, in the mass production process, such input / output characteristics at a plurality of sample times can be detected practically, and the flatness of the pulse waveform of the pulsed light output from the semiconductor laser element 1 is lost. More reliable screening can be performed by detecting a semiconductor laser element.
また、本発明によれば、波高値の検出を安価なラッチICによって行っているため、N個のサンプル時刻における入出力特性を検出する場合であっても、N個のラッチICで構成することができ、安価に製造することができる。 In addition, according to the present invention, since the peak value is detected by an inexpensive latch IC, even when the input / output characteristics at the N sample times are detected, it is configured by N latch ICs. Can be manufactured at low cost.
更に、ラッチICによりサンプリングされた波高値は、ラッチタイミング信号の入力とほぼ同時に出力されるため高速測定が可能となる。 Furthermore, since the peak value sampled by the latch IC is output almost simultaneously with the input of the latch timing signal, high-speed measurement is possible.
(第2の実施形態)
次に本発明の第2の実施形態について図5に基づいて説明する。第2の実施形態は、半導体レーザ素子の入出力特性検出装置に関するものであり、第1の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment relates to a semiconductor laser element input / output characteristic detection apparatus, and the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
第2の実施形態は、第1の実施形態と比べ、半導体レーザ素子から抽出した駆動電流の波高値が所定の目標波高値になるようにフィードバック補償する構成、すなわち、波高値制御手段であるコンパレータ70を備えている点で異なる。 Compared with the first embodiment, the second embodiment is configured to perform feedback compensation so that the peak value of the drive current extracted from the semiconductor laser element becomes a predetermined target peak value, that is, a comparator that is a peak value control means. The difference is that 70 is provided.
このコンパレータ70は、図5に示すように、一方入力端子が階段波形電圧発生回路22の出力端子と接続され、他方入力端子がD/A変換器72を介して電流検出回路30の出力端子と接続され、これにより、一方入力端子に電流パルス列信号の目標波高値Aに相当する波高値の基準電圧信号Vrefが入力されるとともに、他方入力端子に電流検出回路30において検出された半導体レーザ素子1の駆動電流の波高値が入力される。その結果、コンパレータ70において、上記の目標波高値Aと半導体レーザ素子1の駆動電流の波高値との偏差が算出され、この偏差を示す信号が駆動回路24に入力され、該駆動回路24における電圧−電流変換回路26から目標波高値Aに相当する波高値を有する電流パルス列信号が出力される。
As shown in FIG. 5, the
本実施形態の入出力特性検出装置では、例えば、同一波高値の電流パルス列信号を入力し、これらに対応する駆動電流とパルス光の波高値のそれぞれの平均値に基づき入出力特性を検出する場合、駆動電流とパルス光の1パルス中に複数のサンプル時刻を設定する場合であっても、複数回サンプル時刻を変更して測定を繰り返す必要がなく、検出時間が増加することがない。また、駆動電流はコンパレータ70によって目標波高値Aになるようにフィードバック補償されているため、上記のような平均値に基づき入出力特性を正確に検出することができる。
In the input / output characteristic detection apparatus of the present embodiment, for example, when a current pulse train signal having the same peak value is input, and the input / output characteristics are detected based on the average values of the corresponding drive current and pulse light peak values. Even when a plurality of sample times are set in one pulse of the drive current and pulsed light, there is no need to change the sample times a plurality of times and repeat the measurement, and the detection time does not increase. Further, since the drive current is feedback compensated so as to be the target peak value A by the
1…半導体レーザ素子
10…入出力特性検出装置
20…電流パルス列信号発生回路
30…電流検出回路
32…増幅器
34…A/D変換器
36…ラッチ回路
40…タイミング回路
50…光出力検出回路
52…増幅器
54…A/D変換器
56…ラッチ回路
60…光電変換手段
70…コンパレータ
t1、t2、t3…サンプル時刻
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (6)
前記半導体レーザ素子から抽出した駆動電流における1パルス内の所定のサンプル時刻における波高値を検出する電流検出回路を有し、
前記電流検出回路は、A/D変換手段と、ラッチタイミング信号が入力されるN段(但し、N>1の整数)のラッチ手段を備えたラッチ回路とを有し、
前記ラッチタイミング信号は、前記1パルスにおけるサンプル時刻が順番に長くなるようにN個設定され、
前記N段のラッチ手段に各ラッチタイミング信号がそれぞれ入力されることにより、前記駆動電流の1パルス中にN個のサンプル時刻を設定し、各サンプル時刻におけるそれぞれの波高値を検出する
ことを特徴とする半導体レーザ素子の信号検出装置。 In a signal detection device for a semiconductor laser element that outputs pulsed light based on a current pulse train signal whose peak value increases stepwise with a constant period,
A current detection circuit for detecting a peak value at a predetermined sample time within one pulse in the drive current extracted from the semiconductor laser element;
The current detection circuit includes an A / D conversion unit and a latch circuit including an N-stage (where N> 1 integer) latch unit to which a latch timing signal is input,
The latch timing signals are set to N so that the sample times in the one pulse become longer in order,
Each of the latch timing signals is input to the N-stage latch means, so that N sample times are set in one pulse of the drive current, and each peak value at each sample time is detected. A signal detection device for a semiconductor laser element.
光電変換手段により前記パルス光から変換した電気パルス信号における1パルス内の所定のサンプル時刻における波高値を検出する光検出回路を有し、
前記光検出回路は、A/D変換手段と、ラッチタイミング信号が入力されるN段(但し、N>1の整数)のラッチ手段を備えたラッチ回路とを有し、
前記ラッチタイミング信号は、前記1パルスにおけるサンプル時刻が順番に長くなるようにN個設定され、
前記N段のラッチ手段に各ラッチタイミング信号がそれぞれ入力されることにより、前記電気パルス信号の1パルス中にN個のサンプル時刻を設定し、各サンプル時刻におけるそれぞれの波高値を検出する
ことを特徴とする半導体レーザ素子の信号検出装置。 In a signal detection device for a semiconductor laser element that outputs pulsed light based on a current pulse train signal whose peak value increases stepwise with a constant period,
A light detection circuit for detecting a peak value at a predetermined sample time in one pulse in the electric pulse signal converted from the pulsed light by the photoelectric conversion means;
The photodetection circuit includes A / D conversion means and a latch circuit including N-stage (where N> 1 integer) latch means to which a latch timing signal is input,
The latch timing signals are set to N so that the sample times in the one pulse become longer in order,
Each of the latch timing signals is input to the N-stage latch means, so that N sample times are set in one pulse of the electric pulse signal, and each peak value at each sample time is detected. A signal detection device for a semiconductor laser element.
前記半導体レーザ素子から抽出した駆動電流における1パルス内の所定のサンプル時刻における波高値を検出する電流検出回路と、前記電気パルス信号における1パルス内の所定のサンプル時刻における波高値を検出する光検出回路を有し、
前記電流検出回路は、A/D変換手段と、第1ラッチタイミング信号が入力されるN段(但し、N>1の整数)のラッチ手段を備えた第1ラッチ回路とを有し、
前記第1ラッチタイミング信号は、前記駆動電流の1パルスにおけるサンプル時刻が順番に長くなるようにN個設定され、
前記第1ラッチ回路におけるN段のラッチ手段に各第1ラッチタイミング信号がそれぞれ入力されることにより、前記駆動電流の1パルス中にN個のサンプル時刻を設定し、各サンプル時刻におけるそれぞれの波高値を検出し、
前記光検出回路は、A/D変換手段と、第2ラッチタイミング信号が入力されるN段のラッチ手段を備えた第2ラッチ回路とを有し、
前記第2ラッチタイミング信号は、前記各第1ラッチタイミング信号のそれぞれのサンプル時刻と同じタイミングでN個設定され、
前記第2ラッチ回路におけるN段のラッチ手段に各第2ラッチタイミング信号がそれぞれ入力されることにより、前記電気パルス信号の1パルス中にN個のサンプル時刻を設定し、各サンプル時刻におけるそれぞれの波高値を検出する、
ことを特徴とする半導体レーザ素子の入出力特性検出装置。 A semiconductor laser element is driven by inputting a current pulse train signal whose peak value increases stepwise with a constant period, and the peak value of the driving current of the semiconductor laser element and the pulsed light emitted from the semiconductor laser element are photoelectrically converted. In the input / output detection device of the semiconductor laser element for detecting the change in the peak value of the pulsed light relative to the change in the peak value of the drive current by detecting the peak value of the electric pulse signal obtained by conversion by means,
A current detection circuit for detecting a crest value at a predetermined sample time within one pulse in the drive current extracted from the semiconductor laser element, and a light detection for detecting a crest value at a predetermined sample time within one pulse in the electric pulse signal. Have a circuit,
The current detection circuit includes an A / D conversion unit and a first latch circuit including an N-stage (where N> 1 integer) latch unit to which the first latch timing signal is input,
The number of the first latch timing signals is set so that the sampling time in one pulse of the driving current becomes longer in order,
Each of the first latch timing signals is input to the N-stage latch means in the first latch circuit, so that N sample times are set in one pulse of the drive current, and each wave at each sample time is set. Detect highs,
The photodetection circuit includes an A / D conversion unit and a second latch circuit including an N-stage latch unit to which a second latch timing signal is input.
N second latch timing signals are set at the same timing as the respective sample times of the first latch timing signals,
Each of the second latch timing signals is input to the N-stage latch means in the second latch circuit, so that N sample times are set in one pulse of the electric pulse signal. Detect the peak value,
An input / output characteristic detection apparatus for a semiconductor laser device.
ことを特徴とする請求項3に記載の半導体レーザ素子の入出力特性検出装置。 Based on the peak value of the driving current and the peak value of the electric pulse signal detected at the same sampling time in one pulse, a change in the peak value of the electric pulse signal with respect to a change in the peak value of the driving current is detected. The input / output characteristic detection device for a semiconductor laser element according to claim 3.
前記電流パルス列信号の目標波高値と前記電流検出回路による検出波高値との偏差に基づき、前記波高値制御手段をフィードバック補償することにより、前記半導体レーザ素子に入力される電流パルス列信号の波高値を所定の目標波高値に設定する
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の半導体レーザ素子の入出力特性検出装置。 Crest value control means for varying the crest value of the current pulse train signal,
Based on the deviation between the target peak value of the current pulse train signal and the peak value detected by the current detection circuit, the peak value of the current pulse train signal input to the semiconductor laser element is obtained by feedback compensation of the peak value control means. The input / output characteristic detection device for a semiconductor laser element according to claim 3 or 4, wherein the input / output characteristic detection device is set to a predetermined target peak value.
ことを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載の半導体レーザ素子の入出力特性検出装置。
6. The semiconductor laser device according to claim 3, wherein the integer N is equal to or greater than 3, and the interval between the sampling times of the first latch timing signal is set to be equal. Input / output characteristic detector.
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