JP2007335597A - レーザ駆動回路及びレーザ駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】信号光の出力動作中における温度変化や経時変化に対応してバイアス電流および変調電流を精度よく制御できるレーザ駆動回路及びレーザ駆動方法を提供する。
【解決手段】レーザ駆動回路１ａは、駆動電流ＩｄをＬＤ１８へ供給する駆動電流生成部２と、ＰＤ１９からの光電流Ｉｍｏｎに基づく光量信号Ｄｍｏｎを受け、バイアス電流Ｉｂｉａｓ及び変調電流Ｉｍｏｄの大きさを光量信号Ｄｍｏｎに基づいて制御する制御部５とを備える。制御部５は、バイアス電流Ｉｂｉａｓの変化に対する光量信号Ｄｍｏｎの平均レベルの変化（第１の変化）を求め、変調電流Ｉｍｏｄの変化に対する光量信号Ｄｍｏｎの平均レベルの変化（第２の変化）を求め、第１及び第２の変化の比Ｒａｔｉｏが第１の所定値ｒｅｆＲａｔｉｏに近づくようにバイアス電流Ｉｂｉａｓ及び変調電流Ｉｍｏｄを増減させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レーザ駆動回路及びレーザ駆動方法に関するものである。

レーザ素子のＩ−Ｌ特性は、各個体でばらつきがあり、また、温度変化や時間経過に応じて変化する。従って、レーザ素子から出力される信号光の平均強度および消光比を安定化させるために、モニタ用受光素子からの光電流に基づいて駆動電流量を制御するレーザ駆動回路が用いられる。

例えば、特許文献１に開示された回路は、予め設定された、異なる大きさの駆動電流をレーザダイオードに順次供給し、各駆動電流に応じた出力光それぞれをモニタ用フォトダイオードにより測定し、その測定結果に基づいて推測したレーザダイオードのＩ−Ｌ特性に応じてバイアス電流量および変調電流量を決定している。

また、特許文献２に開示された回路は、変調電流を所定量増加させて発光強度の増分を検出し、発光強度の増分が所定値よりも大きい場合に変調電流を減少させ、所定値よりも小さい場合に変調電流を増加させている。また、特許文献２に開示された回路は、レーザダイオードの平均発光強度が所定値より大きい場合にバイアス電流量を減少させ、所定値より小さい場合にバイアス電流量を増加させている。

特開２００５−０６４１３２号公報 特開２００１−０９４２０２号公報

しかしながら、特許文献１に記載された回路による動作を、レーザダイオードから信号光が出力される間に行うことは困難である。すなわち、特許文献１に記載された回路によるＩ−Ｌ特性の推定は、試験用の駆動電流をレーザダイオードに供給する必要があるので、例えば電源投入直後といった特定のタイミングでしか行うことができない。従って、信号光の出力動作中における温度変化や経時変化に対応できないという問題がある。

また、特許文献２に記載された回路は、変調電流を所定量増加させたときの発光強度の増分（すなわちスロープ効率）を測定し、このスロープ効率に基づいて変調電流を制御している。この制御方式は、閾値電流値を超えた領域でのスロープ効率が発光強度によらず一定であることを前提としている。しかし、レーザ素子の温度によっては、発光強度に応じてスロープ効率が変動する場合がある。このような場合、特許文献２に記載された回路では、変調電流を精度よく制御することが難しい。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、信号光の出力動作中における温度変化や経時変化に対応してバイアス電流および変調電流を精度よく制御できるレーザ駆動回路及びレーザ駆動方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明によるレーザ駆動回路は、バイアス電流及び変調電流を含む駆動電流をレーザ素子へ供給して信号光を生成させ、信号光をモニタする受光素子からの光電流に基づいて駆動電流を制御するレーザ駆動回路であって、駆動電流をレーザ素子へ供給する駆動電流生成部と、駆動電流に含まれるバイアス電流及び変調電流を光電流に基づいて制御する制御部とを備え、この制御部は、バイアス電流の変化に対する光電流の変化を求め第１の変化とし、変調電流の変化に対する光電流の変化を求め第２の変化とし、第１及び第２の変化の比を第１の所定値とするようにバイアス電流及び変調電流を増減させることを特徴とする。

レーザ駆動回路においては、バイアス電流がレーザ素子の閾値電流値より小さい場合には、第１及び第２の変化の比は或る値（理論上は１）となる。また、バイアス電流がレーザ素子の閾値電流値より大きい場合には、第１及び第２の変化の比は別の値（理論上は２）となる。従って、バイアス電流がレーザ素子の閾値電流値の近傍であれば、第１及び第２の変化の比はこれらの値の間の値となる。

このように、上記のレーザ駆動回路においては、第１及び第２の変化の比が第１の所定値（すなわち、前述した各値の間の値）に近づくようにバイアス電流及び変調電流を増減させるので、通常の光出力動作時においても、特許文献１のように試験的に電流を設定する必要はなく、温度により変動する閾値電流値近傍にバイアス電流を精度よく設定できる。また、バイアス電流が閾値電流値付近で安定するので、変調電流を光電流に基づいて制御できる。従って、上記のレーザ駆動回路によれば、出力動作中における温度変化やレーザ素子の経時変化に追随してバイアス電流および変調電流を制御できる。また、第１及び第２の変化の比は、バイアス電流と閾値電流値との大小関係によってその値が定まり、光強度に起因するスロープ効率の変動には殆ど影響されない。従って、上記のレーザ駆動回路によれば、発光強度に応じてスロープ効率が変動する場合でも、変調電流を精度よく制御できる。

また、レーザ駆動回路は、第１の所定値が１より大きく２より小さいことが好ましい。上述したように、バイアス電流がレーザ素子の閾値電流値より小さい場合には、第１及び第２の変化の比は理論上１となる。また、バイアス電流がレーザ素子の閾値電流値より大きい場合には、第１及び第２の変化の比は理論上２となる。従って、第１の所定値を１より大きく２より小さい値とすることにより、バイアス電流を閾値電流値付近に設定できる。

また、レーザ駆動回路は、制御部が、光電流と所定の目標値との差が所定範囲内にある場合に、第１の変化と第２の変化の比を第１の所定値とする動作を行い、差が所定範囲外である場合に、第１及び第２の変化の比と第１の所定値との差の絶対値が第２の所定値よりも小さいときには変調電流を増減させ、第１及び第２の変化の比と第１の所定値との差の絶対値が第２の所定値よりも大きいときにはバイアス電流を増減させることを特徴としてもよい。

平均光強度が目標光強度付近で安定している状態で第１及び第２の変化の比を第１の所定値とすることにより、バイアス電流を閾値電流値近傍に安定的に設定することができる。また、光電流とその目標値との差が所定範囲外である場合には、まず、光電流を所定の目標値に近づける（すなわち、出力光強度を目標光強度に近づける）ことが好ましい。このような場合に、第１及び第２の変化の比と第１の所定値との差の絶対値が比較的小さければ（すなわち、バイアス電流が閾値電流値近傍であれば）、バイアス電流が安定しているので変調電流を増減させる。逆に、第１及び第２の変化の比と第１の所定値との差の絶対値が比較的大きければ（すなわち、バイアス電流が閾値電流値近傍になければ）、バイアス電流を増減させる。このように、第１及び第２の変化の比に応じてバイアス電流及び変調電流の制御を個別に行うことにより、バイアス電流を閾値電流値の近傍に制御しつつレーザ素子の出力光強度を目標光強度に近づけることができる。

また、レーザ駆動回路は、制御部が、少なくとも、バイアス電流からレーザ素子の閾値電流を算出する機能と、変調電流からレーザ素子のスロープ効率を算出する機能のいずれかを持つことが好ましい。

また、本発明によるレーザ駆動方法は、バイアス電流及び変調電流を含む駆動電流をレーザ素子へ供給して信号光を生成し、この信号光の強度をモニタする受光素子からの光電流に基づいて駆動電流を制御するレーザ駆動方法であって、バイアス電流の変化に対する信号光強度の変化を求め第１の変化とし、変調電流の変化に対する信号光強度の変化を求め第２の変化とし、第１及び第２の変化の比が第１の所定値に近づくようにバイアス電流及び変調電流を増減させることを特徴とする。

このレーザ駆動方法によれば、上述したレーザ駆動回路と同様に、信号光の出力動作中における温度変化やレーザ素子の経時変化に追随してバイアス電流および変調電流を制御できる。また、このレーザ駆動方法によれば、発光強度に起因してスロープ効率が変動する場合でも、変調電流を精度よく制御できる。

本発明のレーザ駆動回路またはレーザ駆動方法によれば、信号光の出力動作中における温度変化やレーザ素子の経時変化に対応してバイアス電流および変調電流を精度よく制御できる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係るレーザ駆動回路及びレーザ駆動方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明によるレーザ駆動回路の一実施形態として、レーザ駆動回路１ａの構成を示すブロック図である。図１に示すレーザ駆動回路１ａは、バイアス電流Ｉｂｉａｓ及び変調電流Ｉｍｏｄを含む駆動電流Ｉｄをレーザ素子（レーザダイオード、以下ＬＤとする）１８へ供給して信号光Ｐａを生成させるための回路である。レーザ駆動回路１ａは、外部からの変調信号（送信信号）Ｓｍｏｄに応じた変調電流Ｉｍｏｄと、定常的なバイアス電流Ｉｂｉａｓとを重畳して駆動電流Ｉｄを生成する。また、レーザ駆動回路１ａは、信号光Ｐａの強度をモニタするフォトダイオード（以下ＰＤとする）１９等の受光素子からの光電流Ｉｍｏｎに基づいて、バイアス電流Ｉｂｉａｓ及び変調電流Ｉｍｏｄを制御する。

ここで、図２（ａ）は、ＬＤ１８の出力特性（Ｉ−Ｌ特性）の一例を示す図である。図２（ａ）において、横軸はＬＤ１８を流れる順方向電流（駆動電流Ｉｄ）を示し、縦軸はＬＤ１８の発光強度を示している。また、図中のＧ１はＬＤ１８の温度が或る値Ｔ_１［℃］のときのＩ−Ｌ特性を示しており、Ｇ２はＬＤ１８の温度がＴ_２（＞Ｔ_１）［℃］のときのＩ−Ｌ特性を示している。Ｇ１におけるＩｔｈ_１、及びＧ２におけるＩｔｈ_２は、温度Ｔ_１，Ｔ_２のそれぞれにおけるＬＤ１８の閾値電流値を示している。

また、図２（ｂ）は、ＬＤ１８から出力される信号光Ｐａの波形の一例を示し、強度ＰＬと強度ＰＨとを交互に繰り返す波形を示している。また、図２（ｃ）は、図２（ｂ）に示す信号光Ｐａを出力するために必要な駆動電流Ｉｄの波形を示す。図２（ｃ）において、Ｇ３は温度Ｔ_１［℃］のときに必要な駆動電流Ｉｄの一例であり、Ｇ４は温度Ｔ_２［℃］のときに必要な駆動電流Ｉｄの一例である。図２（ｃ）中のＩｂｉａｓはバイアス電流値を示している。駆動電流Ｉｄは、変調電流Ｉｍｏｄがバイアス電流Ｉｂｉａｓに重畳されている。

図２（ａ）に示すように、ＬＤ１８のＩ−Ｌ特性は、温度により大きく変動する。すなわち、ＬＤ１８の温度が高くなると、閾値電流値が大きくなり、スロープ効率が低下する。従って、ＬＤ１８の信号光強度及び消光比を温度に依らず一定に保つためには、図２（ｃ）のＧ３，Ｇ４に示すように、バイアス電流Ｉｂｉａｓ及び変調電流Ｉｍｏｄを変化させる必要がある。また、上記の例では温度によりＩ−Ｌ特性が変動することを説明したが、このＩ−Ｌ特性は、経時変化によっても変化し、また、レーザ素子の個体差もある。そこで、レーザ駆動回路１ａは、変調信号Ｓｍｏｄに従って変調された駆動電流ＩｄをＬＤ１８へ供給する際に、ＰＤ１９からの光電流Ｉｍｏｎに基づいて、駆動電流Ｉｄ（すなわち、バイアス電流Ｉｂｉａｓ及び変調電流Ｉｍｏｄ）を制御する。

再び図１を参照する。本実施形態のレーザ駆動回路１ａは、駆動電流生成部２、電流電圧変換部３、データ変化検出部４、制御部５、Ｄ／Ａ変換部１５ａ及び１５ｂ、並びにＡ／Ｄ変換部１６ａを備える。

駆動電流生成部２は、変調信号Ｓｍｏｄに応じて変調された駆動電流ＩｄをＬＤ１８へ供給する回路である。駆動電流生成部２は、電流源２１、変調回路２２、及びバイアス電流源２３を有する。電流源２１及び変調回路２２は、本実施形態において変調電流源を構成する。すなわち、電流源２１及び変調回路２２は、変調信号Ｓｍｏｄに従って変調された変調電流Ｉｍｏｄを生成する。

具体的には、電流源２１はＤ／Ａ変換部１５ａを介して制御部５と、またその出力は変調回路２２と接続されている。電流源２１は、制御部５からＤ／Ａ変換部１５ａを介して提供された変調電流量制御信号Ｓｍ（後述）に応じた定電流Ｉｍを生成し、これを変調回路２２へ供給する。

また、変調回路２２には送信データを含む変調信号Ｓｍｏｄがレーザ駆動回路１ａの外部から提供され、一方、電流源２１からは定電流Ｉｍが供給される。変調回路２２は、この電流Ｉｍを変調信号Ｓｍｏｄにより変調して変調電流Ｉｍｏｄを生成し、これをＬＤ１８に供給する。

バイアス電流源２３は、バイアス電流ＩｂｉａｓをＬＤ１８へ供給する回路である。具体的には、Ｄ／Ａ変換部１５ｂを介して制御部５およびＬＤ１８の一端（アノードまたはカソード）と接続されている。バイアス電流源２３は、制御部５からＤ／Ａ変換部１５ｂを介して提供されたバイアス電流量制御信号Ｓｂ（後述）に応じた定電流であるバイアス電流Ｉｂｉａｓを生成し、これをＬＤ１８に供給する。バイアス電流Ｉｂｉａｓは、変調電流Ｉｍｏｄと共に駆動電流ＩｄとしてＬＤ１８に供給される。

電流電圧変換部３は、信号光Ｐａの大きさをモニタするＰＤ１９から出力される光電流Ｉｍｏｎを、電圧信号Ｓｍｏｎに変換する回路である。電流電圧変換部３は、光電流Ｉｍｏｎを入力し、この光電流Ｉｍｏｎに応じたアナログ信号ＳｍｏｎをＡ／Ｄ変換部１６ａに出力し、Ａ／Ｄ変換部１６ａはこれを光量信号Ｄｍｏｎに変換して、制御部５へ提供する。

データ変化検出部４は、変調信号Ｓｍｏｄのマーク率を検出する。データ変化検出部４は、変調信号Ｓｍｏｄのマーク率を検出し、検出結果に応じた信号Ｓｍａｒｋを制御部５へ提供する。

制御部５は、光量信号Ｓｍｏｎに基づいてバイアス電流Ｉｂｉａｓ及び変調電流Ｉｍｏｄの大きさを制御する。本実施形態の制御部５は、例えば所定のプログラムにより動作する中央演算処理装置（ＣＰＵ）によって構成され、光量信号Ｄｍｏｎを受けて、バイアス電流Ｉｂｉａｓ及び変調電流Ｉｍｏｄを制御する。

具体的には、制御部５は、Ａ／Ｄ変換部１６ａから光量信号Ｄｍｏｎを、データ変化検出部４からは変調信号Ｓｍｏｄのマーク率に応じた信号Ｓｍａｒｋを入力する。そして、Ｄ／Ａ変換部１５ａを介して電流源２１へ変調電流量制御信号Ｄｍを、Ｄ／Ａ変換部１５ｂを介してバイアス電流源２３へバイアス電流量制御信号Ｄｂを、それぞれ出力する。なお、制御部５の内部動作については、後に詳述する。

本実施形態のレーザ駆動回路１ａは、上記構成に加えて、更に電源投入検出部１１、温度検出部１２、記憶部１３、及び外部通信回路１４を備える。電源投入検出部１１は、レーザ駆動回路１ａの起動タイミングを制御部５へ知らせる回路であり、レーザ駆動回路１ａの起動タイミングを示す信号Ｓｐを制御部５へ提供する。温度検出部１２は、ＬＤ１８近傍の温度を検出する回路であり、ＬＤ１８近傍の温度に応じた温度信号Ｓｔを制御部５へ提供する。記憶部１３は、制御部５において使用される様々なパラメータを記憶しておく。また、記憶部１３には、制御部５における演算結果も記録しておく。外部通信回路１４は、記憶部１３に記憶させるパラメータをレーザ駆動回路１ａの外部から入力したり、或いは記憶部１３に記録された演算結果を外部に取り出すための回路である。

次に、制御部５の内部動作を中心に、レーザ駆動回路１ａの動作と、本実施形態によるレーザ駆動方法について説明する。

図３（ａ）は、ＬＤ１８のＩ−Ｌ特性を概略的に示すグラフである。また、図３（ｂ）及び図３（ｃ）は、ＬＤ１８の信号光強度が或る値Ｐ_０となる駆動電流Ｉｄの一例をそれぞれ示す。図３（ｂ）は、バイアス電流ＩｂｉａｓがＬＤ１８の閾値電流値Ｉｔｈよりも小さい場合を示しており、図３（ｃ）は、バイアス電流Ｉｂｉａｓが閾値電流値Ｉｔｈよりも大きい場合を示している。なお、図３（ｂ）及び図３（ｃ）においては、理解を容易にするために変調信号のマーク率Ｓｍａｒｋを１／２として図示している。

ここで、信号光強度Ｐは、以下の数式（１）により与えられる。

但し、式（１）において、ηはＬＤ１８のスロープ効率である。また、Ｐ_ｏｆｆは、図３（ａ）に示すようにＬＤ１８のＩ−Ｌ特性における比例部分のｙ切片である。

バイアス電流Ｉｂｉａｓが閾値電流値Ｉｔｈよりも大きい場合（図３（ｃ））、信号光強度Ｐが光強度Ｐ_０（図３（ａ）参照）となるのは、駆動電流Ｉｄが

となるときである。従って、数式（１）及び（２）より、バイアス電流Ｉｂｉａｓが閾値電流値Ｉｔｈよりも大きい場合の光強度Ｐ_０は、

と表現できる。

また、バイアス電流Ｉｂｉａｓが閾値電流値Ｉｔｈよりも小さい場合（図３（ｂ））、信号光強度Ｐが光強度Ｐ_０（図３（ａ）参照）となるのは、駆動電流Ｉｄが

となるときである。従って、数式（１）及び（４）より、バイアス電流Ｉｂｉａｓが閾値電流値Ｉｔｈよりも小さい場合の平均光強度Ｐ_０は、

と表現できる。

ここで、バイアス電流Ｉｂｉａｓが閾値電流値Ｉｔｈよりも大きい場合（図３（ｃ））における、バイアス電流Ｉｂｉａｓの変化に対する光強度Ｐ_０の変化（第１の変化）は、数式（３）より

となる。同様に、変調電流Ｉｍｏｄの変化に対する光強度Ｐ_０の変化（第２の変化）は、数式（３）より

となる。従って、第１の変化と第２の変化との比Ｒａｔｉｏは、

となる。

他方、バイアス電流Ｉｂｉａｓが閾値電流値Ｉｔｈよりも小さい場合（図３（ｂ））における、バイアス電流Ｉｂｉａｓの変化に対する光強度Ｐ_０の変化（第１の変化）は、数式（５）より

となる。同様に、変調電流Ｉｍｏｄの変化に対する光強度Ｐ_０の変化（第２の変化）は、数式（５）より

となる。従って、第１及び第２の変化の比Ｒａｔｉｏは、

となる。

上の数式（８）及び（１１）は、図３（ａ）に示すようにＬＤ１８のＩ−Ｌ特性が閾値電流値Ｉｔｈにおいて理想的に折れ曲がる場合を仮定しており、実際には、閾値電流値Ｉｔｈの近傍においてＩ−Ｌ特性は滑らかとなっている。従って、この領域においては、第１及び第２の変化の比Ｒａｔｉｏは、１以上１／Ｓｍａｒｋ（≒２）以下の値となる。マーク率Ｓｍａｒｋは、信号の規格により決まり、通常１／２±数％範囲となる。以下の説明では理解しやすくするためＳｍａｒｋが１／２の場合を示す。

また、以下に説明するように、本実施形態の制御部５は、第１及び第２の変化の比Ｒａｔｉｏが１〜２の範囲内の所定値（第１の所定値、例えば１．５）に近づくようにバイアス電流Ｉｂｉａｓ及び変調電流Ｉｍｏｄを増減させることにより、バイアス電流Ｉｂｉａｓを閾値電流値Ｉｔｈの近傍に制御する。

図４及び図５は、制御部５の内部動作を示すフローチャートであり、本実施形態によるレーザ駆動方法を示している。まず、図４に示すように、第１の所定値ｒｅｆＲａｔｉｏを１．５に初期設定する（ステップＳ１）。第１の所定値ｒｅｆＲａｔｉｏは、例えば記憶部１３（図１）に予め記憶されている。なお、この第１の所定値ｒｅｆＲａｔｉｏは、上述した理由により、１より大きく２より小さい値であることが好ましい。

続いて、現在の平均光強度Ｐ_０（ｎ）を検出する（ステップＳ２）。実際には、制御部５に入力された光量信号Ｄｍｏｎの平均値を、光強度Ｐ_０（ｎ）とする。そして、光強度Ｐ_０（ｎ）と目標光強度ｒｅｆＰ_０との差が所定範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ３）。ここで、目標光強度ｒｅｆＰ_０は光強度Ｐ_０の目標値であり、この目標光強度ｒｅｆＰ_０が記憶部１３（図１）に記憶されている。

ステップＳ３では、現在の光強度Ｐ_０（ｎ）と目標光強度ｒｅｆＰ_０との差の絶対値を算出し、この値と目標光強度ｒｅｆＰ_０（すなわち所定の目標レベル）の所定割合（例えば１％）とを比較する。そして、算出した絶対値がこの所定割合（１％）よりも大きい場合には、光強度Ｐ_０（ｎ）が目標光強度ｒｅｆＰ_０から離れている状態なので、バイアス電流Ｉｂｉａｓ及び変調電流Ｉｍｏｄの大概な適正化を行うために、ステップＳ４へ移行する。

ステップＳ４では、第１及び第２の変化の比Ｒａｔｉｏと、第１の所定値ｒｅｆＲａｔｉｏ（＝１．５）との比較を行う。具体的には、第１及び第２の変化の比Ｒａｔｉｏと第１の所定値ｒｅｆＲａｔｉｏとの差の絶対値を算出し、この値を第２の所定値（例えば０．１）と比較する。そして、算出した絶対値が第２の所定値（０．１）よりも大きい場合には、バイアス電流Ｉｂｉａｓが閾値電流値Ｉｔｈから離れている状態なので、バイアス電流Ｉｂｉａｓの大概な適正化を行うために、ステップＳ５〜Ｓ９へ移行する。また、算出した絶対値が第２の所定値（０．１）よりも小さい場合には、バイアス電流Ｉｂｉａｓが閾値電流値Ｉｔｈの近傍にある状態なので、変調電流Ｉｍｏｄの大概な適正化を行うために、ステップＳ１０〜Ｓ１４へ移行する。

また、本実施形態においては、第１及び第２の変化の比Ｒａｔｉｏは図５に示すステップＳ２７またはＳ３４（後述）において算出されるので、レーザ駆動回路１ａの動作開始直後では第１及び第２の変化の比Ｒａｔｉｏの値は不明である。従って、動作開始直後においては、予め記憶された初期値（例えば２．０）を第１及び第２の変化の比Ｒａｔｉｏとして用いるとよい。

ステップＳ５〜Ｓ９では、バイアス電流Ｉｂｉａｓの大概な制御を行う。まず、光強度Ｐ_０（ｎ）と目標光強度ｒｅｆＰ_０とを比較する（ステップＳ５）。光強度Ｐ_０（ｎ）が目標光強度ｒｅｆＰ_０よりも小さい場合、バイアス電流Ｉｂｉａｓが閾値電流値Ｉｔｈよりも小さい状態なので、制御部５は、バイアス電流Ｉｂｉａｓを所定量ΔＩｂｉａｓだけ増加させるようバイアス電流量制御信号Ｓｂを生成する（ステップＳ６）。また、光強度Ｐ_０（ｎ）が目標光強度ｒｅｆＰ_０よりも大きい場合、バイアス電流Ｉｂｉａｓが閾値電流値Ｉｔｈよりも大きい状態なので、制御部５は、バイアス電流Ｉｂｉａｓを所定量ΔＩｂｉａｓだけ減少させるようにバイアス電流量制御信号Ｓｂを生成する（ステップＳ７）。但し、特異な状況として、レーザ駆動回路１ａの動作開始直後はバイアス電流Ｉｂｉａｓがゼロであるため、制御部５は、この場合を判定し（ステップＳ８）、変調電流Ｉｍｏｄを所定量ΔＩｍｏｄだけ減少させるように変調電流量制御信号Ｓｍを生成する（ステップＳ９）。

ステップＳ１０〜Ｓ１４では、変調電流Ｉｍｏｄの大概な制御を行う。まず、光強度Ｐ_０（ｎ）と目標光強度ｒｅｆＰ_０とを比較する（ステップＳ１０）。光強度Ｐ_０（ｎ）が目標光強度ｒｅｆＰ_０よりも小さい場合、変調電流Ｉｍｏｄが過小なので、制御部５は、変調電流Ｉｍｏｄを所定量ΔＩｍｏｄだけ増加させるように変調電流量制御信号Ｓｍを生成する（ステップＳ１１）。また、光強度Ｐ_０（ｎ）が目標光強度ｒｅｆＰ_０よりも大きい場合、変調電流Ｉｍｏｄが過大なので、制御部５は、変調電流Ｉｍｏｄを所定量ΔＩｍｏｄだけ減少させるように変調電流量制御信号Ｓｍを生成する（ステップＳ１２）。但し、特異な状況として、変調電流Ｉｍｏｄがゼロである場合にはＬＤ１８に供給されているのはバイアス電流Ｉｂｉａｓのみであるため、制御部５は、この場合を判定し（ステップＳ１３）、バイアス電流Ｉｂｉａｓを所定量ΔＩｂｉａｓだけ減少させるようにバイアス電流量制御信号Ｓｂを生成する（ステップＳ１４）。

制御部５は、以上のステップＳ２〜Ｓ１４を、光強度Ｐ_０（ｎ）と目標光強度ｒｅｆＰ_０との差が目標光強度ｒｅｆＰ_０の所定割合（１％）以内に収まるまで繰り返す。

次に、ステップＳ３において、光強度Ｐ_０（ｎ）と目標光強度ｒｅｆＰ_０との差が目標光強度ｒｅｆＰ_０（所定の目標レベル）の所定割合（１％）よりも小さいと判定された場合について説明する。この場合、光強度Ｐ_０（ｎ）が目標光強度ｒｅｆＰ_０にほぼ収斂している状態なので、消光比を高精度に制御するために、図５に示すステップＳ２０〜Ｓ３４へ移行する。

まず、ステップＳ２０において、第１及び第２の変化の比Ｒａｔｉｏと、第１の所定値ｒｅｆＲａｔｉｏ（＝１．５）との大小を比較する。第１及び第２の変化の比Ｒａｔｉｏが第１の所定値ｒｅｆＲａｔｉｏ（＝１．５）よりも大きい場合には、バイアス電流Ｉｂｉａｓが閾値電流値Ｉｔｈよりも大きい状態であり、ステップＳ２１〜Ｓ２７に従ってバイアス電流Ｉｂｉａｓ及び変調電流Ｉｍｏｄの微調整を行う。

すなわち、バイアス電流Ｉｂｉａｓが閾値電流値Ｉｔｈよりも大きいので、まずバイアス電流ＩｂｉａｓをΔＩ（前述したΔＩｂｉａｓよりも小さいことが好ましい）だけ減少させるように、バイアス電流量制御信号Ｓｂを生成する（ステップＳ２１）。そして、バイアス電流Ｉｂｉａｓ減少後の光強度Ｐ_０（ｎ＋１）を検出し（ステップＳ２２）、この光強度Ｐ_０（ｎ＋１）と前の光強度Ｐ_０（ｎ）との差ΔＰ_０（ｎ＋１）を算出する（ステップＳ２３）。なお、この差ΔＰ_０（ｎ＋１）はバイアス電流ＩｂｉａｓをΔＩだけ減少して求めた数値なので、この差ΔＰ_０（ｎ＋１）から第１の変化を算出するには−１を乗ずる。

次に、変調電流Ｉｍｏｄを２ΔＩだけ増加させるように、変調電流量制御信号Ｓｍを生成する（ステップＳ２４）。ここで、変調電流Ｉｍｏｄの増加量をΔＩの２倍としているのは、バイアス電流Ｉｂｉａｓが閾値電流値Ｉｔｈよりも大きい状態なので、数式（６）及び（７）を考慮し、変調電流Ｉｍｏｄをバイアス電流Ｉｂｉａｓに対して２倍の幅で変化させるためである。そして、変調電流Ｉｍｏｄ増加後の光強度Ｐ_０（ｎ＋２）を検出し（ステップＳ２５）、この光強度Ｐ_０（ｎ＋２）と前の光強度Ｐ_０（ｎ＋１）との差ΔＰ_０（ｎ＋２）を算出する（ステップＳ２６）。なお、この差ΔＰ_０（ｎ＋２）は変調電流Ｉｍｏｄを所定量２ΔＩだけ増加して求めた数値なので、この差ΔＰ_０（ｎ＋２）から第２の変化を算出するには１／２を乗ずる。

続いて、次の数式（１２）を演算することにより、第１及び第２の変化の比Ｒａｔｉｏを算出する（ステップＳ２７）。

他方、ステップＳ２０において、第１及び第２の変化の比Ｒａｔｉｏが第１の所定値ｒｅｆＲａｔｉｏ（＝１．５）よりも小さい場合には、バイアス電流Ｉｂｉａｓが閾値電流値Ｉｔｈよりも小さい状態であり、ステップＳ２８〜Ｓ３４に従ってバイアス電流Ｉｂｉａｓ及び変調電流Ｉｍｏｄの微調整を行う。

すなわち、バイアス電流Ｉｂｉａｓが閾値電流値Ｉｔｈよりも小さいので、まずバイアス電流ＩｂｉａｓをΔＩだけ増加させるように、バイアス電流量制御信号Ｓｂを生成する（ステップＳ２８）。そして、バイアス電流Ｉｂｉａｓ増加後の光強度Ｐ_０（ｎ＋１）を検出し（ステップＳ２９）、この光強度Ｐ_０（ｎ＋１）と前の光強度Ｐ_０（ｎ）との差ΔＰ_０（ｎ＋１）を算出する（ステップＳ３０）。なお、この差ΔＰ_０（ｎ＋１）は、第１の変化を意味する。

次に、変調電流ＩｍｏｄをΔＩだけ減少させるように、変調電流量制御信号Ｓｍを生成する（ステップＳ３１）。ここでは、バイアス電流Ｉｂｉａｓが閾値電流値Ｉｔｈよりも小さい状態なので、数式（９）及び（１０）を考慮し、変調電流Ｉｍｏｄをバイアス電流Ｉｂｉａｓに対して同じ割合で変化させている。そして、変調電流Ｉｍｏｄの減少後の光強度Ｐ_０（ｎ＋２）を検出し（ステップＳ３２）、この光強度Ｐ_０（ｎ＋２）と前の光強度Ｐ_０（ｎ＋１）との差ΔＰ_０（ｎ＋２）を算出する（ステップＳ３３）。なお、この差ΔＰ_０（ｎ＋２）は変調電流ＩｍｏｄをΔＩだけ減少して求めた数値なので、この差ΔＰ_０（ｎ＋２）から第２の変化を算出するには−１を乗ずる。

続いて、次の数式（１３）を演算することにより、第１及び第２の変化の比Ｒａｔｉｏを算出する（ステップＳ３４）。

以降、ステップＳ２７またはＳ３４によって算出された変化の比Ｒａｔｉｏに基づいて、ステップＳ２以降の動作を繰り返すことにより、バイアス電流Ｉｂｉａｓ及び変調電流Ｉｍｏｄが制御される。

図６（ａ）〜図６（ｃ）及び図７（ａ），（ｂ）は、本実施形態によるレーザ駆動回路１ａの動作例として、各信号の動きを示すグラフである。また、図８（ａ）〜図８（ｃ）及び図９（ａ），（ｂ）は、それぞれ、図６（ａ）〜図６（ｃ）及び図７（ａ），（ｂ）に示したグラフの０単位時間から１０００単位時間までを拡大して示すグラフである。図６（ａ），図８（ａ）は変調電流Ｉｍｏｄを、図６（ｂ），図８（ｂ）はバイアス電流Ｉｂｉａｓを、図６（ｃ），図８（ｃ）は消光比（図２のＰＨ／ＰＬ）を、図７（ａ），図９（ａ）は平均光強度Ｐ_０を、図７（ｂ），図９（ｂ）は第１及び第２の変化の比Ｒａｔｉｏをそれぞれ示している。なお、ここでいう単位時間とは一制御ルーチンに要する時間であり、このようなルーチンでは、Ａ／Ｄ変換器の変換時間で決まることが多く、たとえばこの変換時間（≒単位時間）を１００マイクロ秒間隔とした場合、１０００単位時間はおおよそ１００ミリ秒となる。

これらのグラフにおいては、バイアス電流Ｉｂｉａｓ及び変調電流Ｉｍｏｄの初期値を０［ｍＡ］とし、８００単位時間までは一定の目標光強度に到達するまでの動作を示し、それ以降は２４００単位時間までは目標光強度が変化したときの追従特性を示すために、４００単位時間毎に目標光強度ｒｅｆＰ_０を変更しており、２４００単位時間以降では２００単位時間毎に目標光強度ｒｅｆＰ_０を変更している。そして、図６（ａ）〜図６（ｃ）及び図７（ａ），（ｂ）には、このような目標光強度ｒｅｆＰ_０の変更に追随して、変調電流Ｉｍｏｄ、バイアス電流Ｉｂｉａｓ、消光比ＰＨ／ＰＬ、平均光強度Ｐ_０、並びに第１及び第２の変化の比Ｒａｔｉｏが収束する様子が示されている。

動作開始から１０００単位時間までを拡大した図８（ａ）〜図８（ｃ）及び図９（ａ），（ｂ）を参照すると、本実施形態に係るレーザ駆動回路１ａでは、図８（ｂ）に示すように先ずバイアス電流Ｉｂｉａｓを増加させている（図４のステップＳ６に相当）。これにより、図９（ａ）に示すように５０単位時間までに平均光強度Ｐ_０を目標光強度ｒｅｆＰ_０（本例では約１．２ｍＷ）に到達させている。その後、５００単位時間までは、光強度Ｐ_０（図９（ａ））をほぼ一定に保ちながら、（図5のステップＳ２０以降にあるように）第１及び第２の変化の比Ｒａｔｉｏ（図９（ｂ））が１．５に近づくようにバイアス電流Ｉｂｉａｓ及び変調電流Ｉｍｏｄを制御することで（図５のステップＳ２１〜Ｓ３４に相当）消光比ＰＨ／ＰＬ（図８（ｃ））をほぼ一定に保っている。

なお、本実施形態のレーザ駆動回路１ａにおいては、光強度Ｐ_０と目標光強度ｒｅｆＰ_０との差分ΔＰ_０（ｎ）、及び第１及び第２の変化の比Ｒａｔｉｏの精度が重要となる。これらの精度良く得るためには、例えば、Ａ／Ｄ変換部１６ａ（図１）の変換精度を高めるとよく、たとえば、変換ビット数を増やしたり、平均化処理を施したり、あるいは、一旦系が安定した後には、現在の光強度Ｐ_０（ｎ）を検知する間隔を長くするなどの手法をとることが望ましい。また、上述した動作例では、バイアス電流Ｉｂｉａｓを閾値電流値Ｉｔｈの近傍へ制御するための変化量ΔＩｂｉａｓ（図４のステップＳ６，Ｓ７参照）、及びΔＩｍｏｄ（図４のステップＳ１１，Ｓ１２参照）を固定値としている。これらの変化量ΔＩｂｉａｓ及びΔＩｍｏｄを状況に応じて変化してもよく、例えば第１及び第２の変化の比Ｒａｔｉｏと第１の所定値ｒｅｆＲａｔｉｏとの差が大きい場合などに、変化量ΔＩｂｉａｓ及びΔＩｍｏｄをより大きくして、バイアス電流Ｉｂｉａｓ及び変調電流Ｉｍｏｄの収斂速度を早めることできる。なお、上述の動作例では、ΔＩｂｉａｓ及びΔＩｍｏｄをそれぞれ５００［μＡ］とした。また、第１及び第２の変化の比Ｒａｔｉｏを求める際のΔＩ（図５のステップＳ２１，Ｓ２４，Ｓ２８，及びＳ３１参照）を５０［μＡ］とした。

本実施形態に係るレーザ駆動回路１ａ及びレーザ駆動方法によれば、バイアス電流ＩｂｉａｓがＬＤ１８の閾値電流値Ｉｔｈより小さい場合には、上述した数式（１１）において示したように、第１及び第２の変化の比Ｒａｔｉｏは或る値（理論上は１）となる。また、バイアス電流ＩｂｉａｓがＬＤ１８の閾値電流値Ｉｔｈより大きい場合には、上述した数式（８）において示したように、第１及び第２の変化の比Ｒａｔｉｏは或る別の値（理論上は２）となる。従って、バイアス電流ＩｂｉａｓがＬＤ１８の閾値電流値Ｉｔｈの近傍であれば、第１及び第２の変化の比Ｒａｔｉｏはこれらの間の値となる。

このように、本実施形態のレーザ駆動回路１ａ及びレーザ駆動方法においては、制御部５が、第１及び第２の変化の比Ｒａｔｉｏを求め、この比Ｒａｔｉｏが第１の所定値（すなわち、前述した各値の間の値）に近づくようにバイアス電流Ｉｂｉａｓ及び変調電流Ｉｍｏｄを増減させるので、通常の光出力動作時においても、試験的に電流を設定することなく、温度により変動した閾値電流値Ｉｔｈ近傍にバイアス電流Ｉｂｉａｓを設定できる。また、バイアス電流Ｉｂｉａｓが閾値電流値Ｉｔｈ付近で安定するので、変調電流Ｉｍｏｄを光電流Ｉｍｏｎに基づいて制御できる。また、第１及び第２の変化の比Ｒａｔｉｏは、バイアス電流I ｂｉａｓと閾値電流値Ｉｔｈとの大小関係によってその値が定まり、スロープ効率ηの光強度に依存した変動には殆ど影響されない。発光強度に応じてスロープ効率ηが変動する場合でも、変調電流Ｉｍｏｄを精度よく制御できる。

また、制御部５は、第１及び第２の変化の比Ｒａｔｉｏが第１の所定値ｒｅｆＲａｔｉｏに近づくようにバイアス電流Ｉｂｉａｓ及び変調電流Ｉｍｏｄを増減させる制御（図５のステップＳ２０〜Ｓ３４）を、現在の光強度Ｐ_０（ｎ）と目標光強度ｒｅｆＰ_０との差が所定範囲内である場合（図４のステップＳ３のＮ分岐）に行うことが好ましい。このように、光強度Ｐ_０（ｎ）が目標光強度ｒｅｆＰ_０付近で安定している状態で比Ｒａｔｉｏを第１の所定値ｒｅｆＲａｔｉｏに近づける制御を行うことにより、バイアス電流Ｉｂｉａｓを閾値電流値Ｉｔｈ付近に安定的に近づけることができる。

また、制御部５は、平均光強度Ｐ_０と目標光強度ｒｅｆＰ_０との差が所定範囲外である場合（図４のステップＳ３のＹ分岐）に、比Ｒａｔｉｏと第１の所定値ｒｅｆＲａｔｉｏとの差が第２の所定値（例えば０．１）よりも小さいとき（図４のステップＳ４のＮ分岐）には変調電流Ｉｍｏｄを制御し、第２の所定値よりも大きいとき（図４のステップＳ４のＹ分岐）にはバイアス電流Ｉｂｉａｓを制御することが好ましい。

ＬＤ１８の光強度Ｐ_０（ｎ）と目標光強度ｒｅｆＰ_０との差が所定範囲外である場合には、まず、光強度Ｐ_０（ｎ）を目標光強度ｒｅｆＰ_０に近づけることが好ましい。このような場合に、比Ｒａｔｉｏと第１の所定値ｒｅｆＲａｔｉｏとの差が比較的小さければ（すなわち、バイアス電流Ｉｂｉａｓが閾値電流値Ｉｔｈ近傍の値であれば）、バイアス電流Ｉｂｉａｓが既に設定されている状態にあるので変調電流Ｉｍｏｄを増減させる。逆に、比Ｒａｔｉｏと第１の所定値ｒｅｆＲａｔｉｏとの差が比較的大きければ（すなわち、バイアス電流Ｉｂｉａｓが閾値電流値Ｉｔｈ近傍から外れている状態であれば）、バイアス電流Ｉｂｉａｓを増減させる。このように、比Ｒａｔｉｏの値に応じてバイアス電流Ｉｂｉａｓ及び変調電流Ｉｍｏｄの制御を個別に行うことにより、バイアス電流Ｉｂｉａｓを閾値電流値Ｉｔｈの近傍に制御しつつＬＤ１８の光強度Ｐ_０（ｎ）を目標光強度ｒｅｆＰ_０に好適に近づけることができる。

なお、上述したレーザ駆動回路１ａ及びレーザ駆動方法においては、変調信号Ｓｍｏｄのマーク率を１／２として説明したが、マーク率が１／２から変化した場合でも、上述したレーザ駆動方法は有効である。例えば、マーク率が１／２より大きい場合には、マーク率に応じて光強度が大きくなるが、データ変化検出部４によって検出されたマーク率に基づいて第１の所定値ＲｅｆＲａｔｉｏを式（８）、式（１１）に示される間の値になるように、補正するとよい。

また、バイアス電流Ｉｂｉａｓが閾値電流値Ｉｔｈのごく近傍に高精度に維持されるので、バイアス電流Ｉｂｉａｓの経時変化を観察することにより、ＬＤ１８の閾値電流値Ｉｔｈの変化を観察することもできる。レーザ素子は、その動作時間に応じて閾値電流値Ｉｔｈが変化する（一般的には、閾値電流値Ｉｔｈが増加して発光効率が劣化する）。また、ＬＤ１８の閾値電流値Ｉｔｈは、温度にも依存する。従って、バイアス電流Ｉｂｉａｓ、動作時間、及び温度を記憶部１３に記録し、或いは外部通信回路１４を介してレーザ駆動回路１ａの外部に取り出すことにより、長期的な閾値電流値Ｉｔｈの変動を観測することが可能となる。

また、ＬＤ１８のスロープ効率ηも容易に観察することができる。すなわち、図５に示したステップＳ２６及びＳ３３により、変調電流Ｉｍｏｄの所定量ΔＩ（または２ΔＩ）の変化に対する光強度Ｐ_０（ｎ）の変化量ΔＰ_０（＝Ｐ_０（ｎ＋１）−Ｐ_０（ｎ））を演算している。バイアス電流Ｉｂｉａｓは閾値電流値Ｉｔｈの近傍に高精度に制御されているので、この変化量ΔＰ_０は、まさにＬＤ１８のスロープ効率ηを示す数値となる。従って、この変化量ΔＰ_０を動作時間やＬＤ１８の温度と共に取得することにより、スロープ効率ηの温度特性や経時変化を観測することが可能となる。

さらに、これら閾値電流値Ｉｔｈならびスロープ効率ηの経時変化からレーザ素子の劣化を判定しアラームを出すことで、ＬＤの寿命を推定することができ、このＬＤを用いたモジュールの交換が可能となる。

また、バイアス電流Ｉｂｉａｓ、変調電流Ｉｍｏｄは帰還制御の初期値としてそれぞれ０ｍＡに設定されている。そして、上述したように、初期値が０ｍＡであっても光強度Ｐ_０は目標光強度ｒｅｆＰ_０に収斂する。従って、従来のレーザ駆動回路のように、レーザ素子温度に応じたバイアス電流Ｉｂｉａｓ、変調電流Ｉｍｏｄの初期値を予め記憶しておくことは不要である。信号光Ｐａの出力中にレーザ素子の温度が変動したとしても、変動後の温度における閾値電流値Ｉｔｈの近傍にバイアス電流Ｉｂｉａｓが収斂し、このバイアス電流Ｉｂｉａｓのもとで所定の目標光強度ｒｅｆＰ_０を実現する変調電流Ｉｍｏｄが自動的に決定される。従って、レーザ駆動回路１ａにおいては、従来のレーザ駆動回路に対して一般的に行われていた初期設定、すなわちレーザ素子の閾値電流値Ｉｔｈ及びスロープ効率ηの温度特性を予め測定しておき、その温度特性をメモリに記憶させておくような初期設定が不要となる。レーザ駆動回路１ａでは、目標光強度ｒｅｆＰ_０や第１の所定値ｒｅｆＲａｔｉｏといった幾つかのパラメータのみ記憶しておけばよく、またこれらのパラメータは制御ループを安定化させるためのものであり、レーザ素子温度特性には依存しない。つまり、本駆動方式により非常に簡素な調整で光モジュールを製造することができることとなる。

一方、閾値電流Ｉｔｈならびにスロープ効率ηを自己算出できる。これらデータを温度とともに保存しルックアップテーブルとすることで、電源投入時の温度からバイアス電流値Ｉｂｉａｓならび変調電流値Ｉｍｏｄの制御初期値を算出し、制御ループをより高速に収斂させることもできる。

（変形例）
図１０は、上記実施形態の一変形例に係るレーザ駆動回路１ｂの構成を示すブロック図である。なお、図１０においては、上記実施形態の構成（図１）と重複する部分を適宜省略して図示している。本変形例と上記実施形態との相違点は、制御部５の機能の一部がアナログ回路として分離構成されている点である。

すなわち、本変形例のレーザ駆動回路１ｂは、電流電圧変換部３と制御部５との間に接続された第２の制御部６を更に備える。第２の制御部６は、電流電圧変換部３からの光量信号Ｓｍｏｎに基づいて、その時間変化を示す信号Ｓｄｔ、および目標レベルとの差を示す信号Ｓｄｉｆｆを演算するためのアナログ回路である。

具体的には、第２の制御部６は、積分器６１と、サンプル／ホールド（Ｓ／Ｈ）回路６２と、増幅器６３及び６４とを有する。積分器６１は、光量信号Ｓｍｏｎの平均値Ｓａｖｅを生成する。本変形例の積分器６１は、例えば、増幅器と、該増幅器に並列に接続された容量素子および抵抗素子とを含むことができる。Ｓ／Ｈ回路６２は、積分器６１の出力Ｓａｖｅを所定時間だけ制御部５からのタイミング信号をトリガーとしてホールドするための回路である。

増幅器６３は、信号Ｓａｖｅの時間変化量Ｓｄｔを生成する。増幅器６３は、現在の光量信号Ｓａｖｅと、Ｓ／Ｈ回路６２に前回のトリガ信号に同期して保持されている信号Ｓａｖｅとの差（すなわち、所定時間の経過に応じた平均光量信号Ｓａｖｅの変化分）を示す信号Ｓｄｔを生成し、これをＡ／Ｄ変換部１６ｂを介してデジタル信号Ｄｄｔに変換した後、制御部５へ提供する。

増幅器６４は、光量信号Ｓｍｏｎの平均値と所定の目標レベルとの差を示す信号Ｓｄｉｆｆを演算する。増幅器６４は、現在の光量信号Ｓａｖｅと、目標レベル信号Ｓｒｅｆとの差（すなわち、現在の平均光強度Ｐ_０と目標光強度ｒｅｆＰ_０との差）を示す信号Ｓｄｉｆｆを生成し、これをＡ／Ｄ変換部１６ｃを介してデジタル信号Ｄｄｉｆｆに変換した後、制御部５へ提供する。

レーザ駆動回路は、本変形例のように、制御部の処理（図４、図５参照）の一部をアナログ回路により演算してもよい。すなわち、本変形例では、所定時間の経過に応じた光量信号Ｓａｖｅの変化分（信号Ｓｄｔ）を第２の制御部６が演算するので、制御部５は、図５に示したステップＳ２３、Ｓ２６、Ｓ３０、及びＳ３３を省略することができる。また、同様に現在の光強度Ｐ_０と目標光強度ｒｅｆＰ_０との差（信号Ｓｄｉｆｆ）を第２の制御部６が演算するので、制御部５は、図４に示したステップＳ３における演算を省略することができる。これにより、Ａ／Ｄ変換部へは差信号が入力され、結果としてＡ／D変換に必要なビット数を減らすことができ、Ａ／D変換部の回路規模を縮小することができる。

本発明によるレーザ駆動回路またはレーザ駆動方法は、上記した実施形態および変形例に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では電流電圧変換部からのアナログ信号である光量信号をそのままの状態でＡ／Ｄ変換して制御部へ入力しているが、通信レートが速い場合には、図１０に示した積分器６１のような平均化回路を電流電圧変換部とＡ／Ｄ変換部との間に接続するとよい。

図１は、本発明によるレーザ駆動回路の一実施形態の構成を示すブロック図である。 図２（ａ）は、ＬＤの出力特性（Ｉ−Ｌ特性）の一例を示す図である。図２（ｂ）は、ＬＤから出力される信号光の時間波形の一例を示すグラフである。図２（ｃ）は、図２（ｂ）に示す信号光を出力するために必要な駆動電流の時間波形の一例を示すグラフである。 図３（ａ）は、ＬＤのＩ−Ｌ特性を概略的に示すグラフである。図３（ｂ）は、バイアス電流がＬＤの閾値電流値よりも小さい場合における、ＬＤの平均光強度が或る値Ｐ_０となる駆動電流の波形の一例を示すグラフである。図３（ｃ）は、バイアス電流がＬＤの閾値電流値よりも大きい場合における、ＬＤの平均光強度が或る値Ｐ_０となる駆動電流の波形の一例を示すグラフである。 図４は、制御部の内部動作を示すフローチャートであり、本実施形態によるレーザ駆動方法を示している。 図５は、制御部の内部動作を示すフローチャートであり、本実施形態によるレーザ駆動方法を示している。 図６（ａ）〜図６（ｃ）は、レーザ駆動回路の動作例として、各信号の動きを示すグラフである。 図７（ａ），（ｂ）は、レーザ駆動回路の動作例として、各信号の動きを示すグラフである。 図８（ａ）〜図８（ｃ）は、それぞれ、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示したグラフの０単位時間から１０００単位時間までを拡大して示すグラフである。 図９（ａ），（ｂ）は、それぞれ、図７（ａ），（ｂ）に示したグラフの０単位時間から１０００単位時間までを拡大して示すグラフである。 図１０は、一変形例に係るレーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ…レーザ駆動回路、２…駆動電流生成部、３…電流電圧変換部、４…データ変化検出部、５…制御部、６…第２の制御部、１１…電源投入検出部、１２…温度検出部、１３…記憶部、１４…外部通信回路、１５ａ〜１５ｃ…Ｄ／Ａ変換部、１６ａ〜１６ｃ…Ａ／Ｄ変換部、１８…ＬＤ、１９…ＰＤ、２１…電流源、２２…変調回路、２３…バイアス電流源、６１…積分器、６２…Ｓ／Ｈ回路、６３，６４…増幅器、Ｉｂｉａｓ…バイアス電流、Ｉｄ…駆動電流、Ｉｍｏｄ…変調電流、Ｉｍｏｎ…光電流。

Claims (5)

1. バイアス電流及び変調電流を含む駆動電流をレーザ素子へ供給して信号光を生成させ、前記信号光をモニタする受光素子からの光電流に基づいて前記駆動電流を制御するレーザ駆動回路であって、
   前記駆動電流を前記レーザ素子へ供給する駆動電流生成部と、
   前記駆動電流に含まれる前記バイアス電流及び前記変調電流を前記光電流に基づいて制御する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、
   前記バイアス電流の変化に対する前記光電流の変化を求め第１の変化とし、前記変調電流の変化に対する前記光電流の変化を求め第２の変化とし、前記第１及び第２の変化の比を第１の所定値とするように前記バイアス電流及び前記変調電流を増減させることを特徴とする、レーザ駆動回路。
2. 前記第１の所定値が１より大きく２より小さいことを特徴とする、請求項１に記載のレーザ駆動回路。
3. 前記制御部は、前記光電流と所定の目標値との差が所定範囲内にある場合に、前記第１の変化と前記第２の変化の比を第１の所定値とする動作を行い、
   前記差が所定範囲外である場合に、前記第１及び第２の変化の比と前記第１の所定値との差の絶対値が第２の所定値よりも小さいときには前記変調電流を増減させ、前記第１及び第２の変化の比と前記第１の所定値との差の絶対値が前記第２の所定値よりも大きいときには前記バイアス電流を増減させることを特徴とする、請求項１または２に記載のレーザ駆動回路。
4. 前記制御部は、少なくとも、前記バイアス電流から前記レーザ素子の閾値電流を算出する機能、及び前記変調電流から前記レーザ素子のスロープ効率を算出する機能のいずれかを持つことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のレーザ駆動回路。
5. バイアス電流及び変調電流を含む駆動電流をレーザ素子へ供給して信号光を生成させ、前記信号光の強度をモニタする受光素子からの光電流に基づいて前記駆動電流を制御するレーザ駆動方法であって、
   前記バイアス電流の変化に対する前記信号光の強度の変化を求め第１の変化とし、前記変調電流の変化に対する前記信号光の強度の変化を求め第２の変化とし、前記第１及び第２の変化の比が第１の所定値に近づくように前記バイアス電流及び前記変調電流を増減させることを特徴とする、レーザ駆動方法。

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