JP2008112943A - レーザダイオード駆動回路 - Google Patents

Abstract

【課題】電流制御型のスイッチング素子を用いた場合でも、レーザダイオードの駆動電流の波形を容易に制御すること。
【解決手段】このレーザダイオード駆動回路１は、ＬＤ２に駆動電流を供給するレーザダイオード駆動回路において、ＬＤ２に印加される変調電流を制御する変調電流発生回路３ａ，３ｂを複数備え、変調電流発生回路３ａ，３ｂのそれぞれは、前記変調電流の振幅、位相、及びパルス幅を独立に変更可能に構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光信号を生成するレーザダイオードを駆動するためのレーザダイオード駆動回路に関するものである。

光通信に用いられる光送信器においては、駆動回路からレーザダイオードに対して送信データに対応して変調された駆動電流が供給される。この駆動回路の構成の一例としては、レーザダイオードに流すバイアス電流用の電流源と変調電流用の電流源を設け、変調電流用の電流源の出力に２つのトランジスタを含む差動スイッチ回路が接続されたものが知られている。このような駆動回路において、差動スイッチ回路の正相入力端子及び逆相入力端子に振幅変調された電気信号を入力して変調電流が流れるトランジスタを切り替えることにより、レーザダイオードから出力される光信号を変調させる。すなわち、このような構成の駆動回路では、差動スイッチ回路のトランジスタを流れる電流を、差動スイッチ回路の入力波形で制御している。

一方、下記特許文献１には、レーザダイオードの光出力における緩和振動を低減する構成として、差動スイッチ回路の一方の入力端子に容量が接続された駆動回路の構成が開示されている。このような駆動回路では、レーザダイオードに供給される変調電流の立ち上がりが意図的に遅くされて、緩和振動による光信号の波形劣化が抑えられている。
特許第２９１０２７９号

上述したような従来の駆動回路においては、差動スイッチ回路を構成するトランジスタとしてＦＥＴ等の電圧制御型の素子を用いることを想定している。ＦＥＴ等の電圧制御型の素子を用いた場合は、入力電圧によって素子を流れる電流を制御することが比較的容易である。

一方、昨今広く使われている高速のバイポーラトランジスタのような電流制御型の素子の場合、素子の特性のばらつきや素子における電流の変動等を考慮すると、素子の電流を制御することは比較的難しい。従って、このような電流制御型の素子を含む駆動回路においては、入力信号によって出力電流波形を制御することは困難な傾向にある。

そこで、本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、電流制御型のスイッチング素子を用いた場合でも、レーザダイオードの駆動電流の波形を容易に制御することが可能なレーザダイオード駆動回路を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のレーザダイオード駆動回路は、レーザダイオードに駆動電流を供給するレーザダイオード駆動回路において、レーザダイオードに印加される変調電流を制御する変調電流発生回路を複数備え、変調電流発生回路のそれぞれは、変調電流の振幅、位相、及びパルス幅を独立に変更可能に構成されている。

このようなレーザダイオード駆動回路においては、レーザダイオードには複数の変調電流発生回路によって生成された電流が重畳された変調電流が流され、それぞれの変調電流発生回路によって生成される電流は振幅、位相、及びパルス幅が独立に変更可能であるので、変調電流発生回路に内蔵されるスイッチング用のトランジスタとして電流制御型の素子を用いた場合でも、レーザダイオードに供給される変調電流の波形を容易に制御することができる。その結果、伝送速度に応じて変調電流の振幅、位相、パルス幅を変更して合成することにより長距離伝送時の光信号における緩和振動及び波長変動の影響を低減することが可能になり、光送信器の長距離伝送特性の改善を図ることができる。

レーザダイオードに接続され、レーザダイオードにバイアス電流を供給するバイアス電流用電流源を更に備えることが好ましい。この場合、レーザダイオードの光出力において所望の消光比を得るためにレーザダイオードにバイアス電流を供給することができる。

また、変調電流発生回路のそれぞれは、一方の電流端子が共通に接続された一対のトランジスタより成るスイッチング回路を備え、いずれか一方のトランジスタの他方の電流端子がレーザダイオードに接続され、共通に接続された一方の電流端子は変調電流用電流源に接続されており、レーザダイオードからの光出力をモニタするモニタ用フォトダイオードと、モニタ用フォトダイオードから出力されるモニタ信号に基づいて、光出力が一定になるように変調電流用電流源及びバイアス電流用電流源によって生成される電流を制御するＡＰＣ回路とを更に備えることも好ましい。

かかる構成を採れば、電流端子が共通接続された一対のトランジスタの制御端子に相補的な制御電流が供給されることによって、一方のトランジスタの別の電流端子に接続されたレーザダイオードに制御電流に応じた変調電流が流される。このとき、モニタ用フォトダイオードによってレーザダイオードの光出力をモニタし、ＡＰＣ回路によってそのモニタ信号に基づいて光出力が一定になるようにレーザダイオードに供給するバイアス電流及び変調電流が制御され、且つ、変調電流の波形も制御可能にされるので、環境温度によらずに伝送速度に応じて安定した光出力を得ることができる。

本発明のレーザダイオード駆動回路によれば、電流制御型のスイッチング素子を用いた場合でも、レーザダイオードの駆動電流の波形を容易に制御することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係るレーザダイオード駆動回路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、本発明の好適な一実施形態であるレーザダイオード駆動回路１の回路ブロック図、図２は、図１のレーザダイオード駆動回路１の要部を詳細に示す回路図である。同図に示すレーザダイオード駆動回路１は、光通信で用いられる光送信器等に内蔵されて、光信号を生成する素子であるレーザダイオード（以下、ＬＤという。）を駆動するための回路である。

図１に示すように、レーザダイオード駆動回路１は、ＬＤ２に駆動電流を供給する２つの変調電流発生回路３ａ，３ｂ、及びバイアス電流発生回路４と、ＬＤ２の光出力をモニタするフォトダイオード５（以下、ＰＤという。）と、ＰＤ５のモニタ結果に応じて駆動電流を制御するＡＰＣ（Auto Power Control）回路６とから構成されている。

変調電流発生回路３ａ，３ｂは、ＬＤ２に印加される変調電流を制御する回路であり、それぞれ、差動電流回路７ａ，７ｂ及びスイッチング回路８ａ，８ｂとからなる。差動電流回路７ａ，７ｂには、データ入力端子９から入力された電流信号が２つに分岐されて入力される。差動電流回路７ａ，７ｂの出力は、それぞれ、スイッチング回路８ａ，８ｂの入力に接続され、スイッチング回路８ａ，８ｂの出力は、ＬＤ２のカソードに接続されている。バイアス電流発生回路４は、ＬＤ２にバイアス電流を供給するための回路であり、その出力はＬＤ２のカソードに接続されている。

一方、ＰＤ５のアノードは、ＡＰＣ回路６の入力に接続され、ＡＰＣ回路６の出力は、バイアス電流発生回路４及びスイッチング回路８ａ，８ｂに接続されている。ＡＰＣ回路６は、ＰＤ５からの出力に基づいて、ＬＤ２の光出力が一定になるように変調電流発生回路３ａ，３ｂ及びバイアス電流発生回路４からの出力電流を制御する。

次に、レーザダイオード駆動回路１の詳細な回路構成について、図２を参照しつつ説明する。

データ入力端子９には、一対の入力端子が備えられ、これらの入力端子は差動増幅器１０の差動入力端子に接続されている。一対の入力端子には、ＬＤ２の光出力を変調するための互いに相補的なデータ信号が入力され、このデータ信号の差信号である電流信号が、差動増幅器１０によって生成された後、この電流信号は、差動電流回路７ａ，７ｂに分岐して入力される。このデータ入力端子９は、その入力インピーダンスが、例えば５０Ωになるように設定されている。

差動電流回路７ａは、パルス幅制御回路１１及び増幅器１２からなり、パルス幅制御回路１１の入力は、差動増幅器１０の出力に接続され、パルス幅制御回路１１の出力は、増幅器１２の入力に接続されている。パルス幅制御回路１１は、スイッチング回路８ａ，８ｂによってＬＤ２に印加される変調電流の相対的なパルス幅を調整するために設けられたものである。このパルス幅制御回路１１は、差動増幅器１０から入力された電流信号のパルス幅を変更する機能を有し、パルス幅が変更された電流信号を増幅器１２を経由してスイッチング回路８ａに出力する。このとき、増幅器１２は、所定の増幅率で電流信号を増幅し、その正相出力端子及び逆相出力端子から互いに相補的な電流信号を、制御電流Ｉ_Ａ＋，Ｉ_Ａ−として出力する。

差動電流回路７ｂは、遅延回路１３及び増幅器１４からなり、遅延回路１３の入力は、差動増幅器１０の出力に接続され、遅延回路１３の出力は、増幅器１４の入力に接続されている。遅延回路１３は、スイッチング回路８ａ，８ｂのそれぞれからＬＤ２に印加される変調電流の相対的な位相差を調整するために設けられたものである。この遅延回路１３は、差動増幅器１０から入力された電流信号の遅延時間を変更する機能を有し、遅延時間が変更された電流信号を増幅器１４を経由してスイッチング回路８ｂに出力する。このとき、増幅器１４は、所定の増幅率で電流信号を増幅し、その正相出力端子及び逆相出力端子から互いに相補的な電流信号を、制御電流Ｉ_Ｂ＋，Ｉ_Ｂ−として出力する。

スイッチング回路８ａは、差動対を成す２つのバイポーラ型のトランジスタ１５，１６と変調電流用電流源１９とから構成されている。トランジスタ１５，１６のエミッタ（一方の電流端子）は互いに共通接続され、トランジスタ１５のコレクタ（他方の電流端子）は、定電位Ｖ_ＣＣにバイアスされ、トランジスタ１６のコレクタ（他方の電流端子）は、アノードが定電位Ｖ_ＣＣにバイアスされたＬＤ２のカソードに接続されている。このトランジスタ１５，１６のベース（制御端子）には、それぞれ、増幅器１２の逆相出力端子及び正相出力端子が接続されることにより、増幅器１２から互いに相補的な制御電流Ｉ_Ａ＋，Ｉ_Ａ−が印加される。

同様に、スイッチング回路８ｂは、差動対を成す２つのバイポーラ型のトランジスタ１７，１８と変調電流用電流源２０とから構成されている。トランジスタ１７，１８のエミッタ（一方の電流端子）は互いに共通接続され、トランジスタ１７のコレクタ（他方の電流端子）は、定電位Ｖ_ＣＣにバイアスされ、トランジスタ１８のコレクタ（他方の電流端子）は、ＬＤ２のカソードに接続されている。このトランジスタ１７，１８のベース（制御端子）には、それぞれ、増幅器１４の逆相出力端子及び正相出力端子が接続されることにより、増幅器１４から互いに相補的な制御電流Ｉ_Ｂ＋，Ｉ_Ｂ−が印加される。

スイッチング回路８ａにおいて共通接続されているトランジスタ１５，１６のエミッタには、変調電流用電流源１９が接続され、スイッチング回路８ｂにおいて共通接続されているトランジスタ１７，１８のエミッタには、変調電流用電流源２０が接続されている。これにより、電源Ｖ_ＣＣからＬＤ２に向けて発生する電流によりＬＤ２が発光し、その電流のうちの変調電流分はスイッチング回路８ａ，８ｂに分流した後、２つの電流源１９，２０に供給されることになる。なお、変調電流用電流源１９，２０は、生成する電流の振幅をＡＰＣ回路６の制御により互いに独立に変更可能に構成されている。

また、ＬＤ２のカソードには、ＬＤ２にバイアス電流を供給するバイアス電流発生回路（バイアス電流用電流源）４が接続され、ＬＤ２を流れる電流のうちのバイアス電流分は、バイアス電流発生回路（バイアス電流用電流源）４に流れ込むことになる。

ＬＤ２からの光出力は、ＰＤ５によってモニタされ、ＰＤ５からＡＰＣ回路６に向けて光出力の強度に応じたモニタ信号が出力される。ＡＰＣ回路６は、このモニタ信号に基づいて、変調電流用電流源１９，２０及びバイアス電流発生回路４が生成する電流の大きさを調整する。すなわち、ＡＰＣ回路６は、ＬＤ２の光出力の平均値が一定値になるようにＬＤ２の変調電流及びバイアス電流をフィードバック制御することによって、ＬＤ２が環境温度等にかかわらず一定の光出力を行うための制御を行っている。

以下、レーザダイオード駆動回路１の作用効果について従来例と対比しつつ説明する。

図８は、従来例のレーザダイオード駆動回路９０１の構成を示す回路図である。この従来例は、ＬＤ９０２に駆動電流を供給するバイアス電流発生回路９０４及び変調電流発生回路９０８と、モニタ用のＰＤ９０５とＡＰＣ回路９０６を含んでいる。変調電流発生回路９０８内において、変調電流用電流源９１９の先には２つの差動対をなすトランジスタを有するスイッチング回路が設けられ、スイッチング回路の正相入力端子及び逆相入力端子に振幅変調のかかった電気信号が入力され、変調電流が流れるトランジスタを切り替えることによりＬＤ９０２の光出力が変調される。スイッチング回路を構成する一方のトランジスタのコレクタにはＬＤ９０２のカソードが接続され、他方のトランジスタのコレクタは定電位にバイアスされる。

図９は、レーザダイオード駆動回路９０１におけるＬＤ出力波形の一例を示す図であり、（ａ）は、消光比（１レベルの光強度と０レベルの光強度との比）１２ｄＢの場合の出力波形、（ｂ）は、消光比８ｄＢの場合の出力波形である。この場合、信号パターンは、２３段の擬似ランダム信号で、データ伝送速度を２．４８８３２Ｇｂｐｓとした。これらの結果に示すように、光波形の立ち上がり部分に緩和振動のリンギングに相当する波形の鋭いピークが見られる。このピークは、光波形の消光比を変えればある程度調整を行うことができるが、消光比を下げた場合には光の振幅強度を下げてしまうという問題があり、むやみに下げることには限界がある。

また、図１０は、レーザダイオード駆動回路９０１における光出力周波数Ｆｍの時間変動及び光出力パワーＩｍの時間変動を示すグラフである。この結果により、光出力パワーＩｍすなわち光波形の立ち上がりの部分に、光出力周波数Ｆｍすなわち光出力波長の大きな変動が見られ、この波長の変動が光送信器の伝送波形を乱してしまう原因となっている。この光出力波長の変化のことをチャープと呼び、特に、光出力波形の立ち上がり部分で見られるチャープを過渡チャープと呼ぶ。図１１には、信号パターンを２３段の疑似ランダム信号および“１”、“０”信号の繰り返しによる矩形波で駆動した場合を示しており、このレーザダイオード駆動回路９０１の光出力を長距離伝送した後の光波形を示し、（ａ）には０ｋｍ伝送した場合、（ｂ）には１００ｋｍ伝送した場合、（ｃ）には２００ｋｍ伝送した場合の光波形が示されている。このように、伝送距離が長くなるに従って、リンギング部分の波形が広がるとともにアイパターンのアイを潰す結果となってしまっている。

従来のレーザダイオード駆動回路ではスイッチング回路を構成するトランジスタをＦＥＴ等の電圧制御型の素子で構成することを想定して、光出力の波形劣化を低減するための実施例を開示してきている。ＦＥＴ等の電圧制御型の素子を用いた場合は、入力電圧に対して素子を流れる電流を制御することが比較的容易である。一方、昨今広く使われている高速のバイポーラトランジスタは、電流制御型の素子であるため、素子のばらつき、素子電流の変動等を考慮すると、電流を精密に制御することは比較的難しい。従って、入力信号を用いて素子の出力電流波形を制御することは比較的困難である。

図１２には、バイポーラトランジスタ及びＦＥＴの様々な環境温度での電流電圧特性を対比して示す。図１２（ａ）は、バイポーラトランジスタのコレクタ−エミッタ間電圧を５Ｖとした場合のベース−エミッタ間電圧とコレクタ電流との関係を示し、図１２（ｂ）は、ＧａＡｓ−ＭＥＳＦＥＴのドレイン−ソース間電圧を２Ｖとした場合の、ゲート電圧とドレイン電流との関係を示す。両者を比較すると、ＦＥＴはバイポーラトランジスタに比べて電流−電圧特性カーブの傾きが緩やかで、その分入力電圧に比例した電流制御が可能なのに対して、バイポーラトランジスタの電流−電圧特性は、ＦＥＴに比べて急峻であり、その分入力電圧に比例した電流制御が難しく、ある閾値電圧を境にオン−オフのスイッチング動作に近い動作を行う。また、実際のバイポーラトランジスタでは、電流−電圧特性だけではなく、ｆｔ（電流利得遮断周波数）といった高周波動作を示すパラメータの違いによる電流スイッチ速度の違いが存在する。昨今では、Ｓｉバイポーラトランジスタよりさらに高速のＳｉＧｅヘテロバイポーラトランジスタが広く使われるようになっており、電流スイッチ速度は速くなり、その結果、電流波形の制御は、入力電圧波形の整形だけでは困難になってきている。このことから、従来例による方法では、使用するデバイスにより光の波形劣化を防止する効果に差があり、どんな場合にも用いることができる方法ではない。

これに対して、本実施形態のレーザダイオード駆動回路１では、それぞれの変調電流発生回路３ａ，３ｂにおいて、エミッタが互いに共通接続された一対のトランジスタのベースに相補的な制御電流が供給されることによって、一方のトランジスタのコレクタに接続されたＬＤ２に制御電流に応じた変調電流が流される。このとき、ＬＤ２には２つの変調電流発生回路３ａ，３ｂによって制御された電流が重畳された変調電流が流され、それぞれの変調電流発生回路３ａ，３ｂによってスイッチング回路８ａ，８ｂの出力電流の振幅、位相、パルス幅が相対的に独立に変更可能にされる。これにより、変調電流発生回路３ａ，３ｂに内蔵されるトランジスタとして電流制御型の素子を用いた場合でも、ＬＤに供給される変調電流の波形を容易に制御することができる。その結果、使用するデバイスによらずに光送信器の長距離伝送時の緩和振動及び波長変動の影響を低減して、伝送特性の改善を図ることができる。

また、モニタ用ＰＤ５によってＬＤ２の光出力をモニタし、ＡＰＣ回路６によってそのモニタ信号に基づいて光出力が一定になるようにＬＤ２に供給するバイアス電流及び変調電流が制御され、且つ、変調電流発生回路３ａ，３ｂとＡＰＣ回路６との協働により変調電流の波形も制御可能にされるので、環境温度によらずに伝送速度及び伝送距離に応じて安定した光出力を得ることができる。

図３（ａ）には、レーザダイオード駆動回路１のスイッチング回路８ｂによって設定される変調電流の電流波形、図３（ｂ）には、スイッチング回路８ａによって設定される変調電流の電流波形を示し、図４には、ＬＤ２に重畳されて印加される変調電流の電流波形を示す。ここでは、常温環境下で、閾値電流が１５ｍＡのＬＤを用いて、スイッチング回路８ｂの変調電流を３０ｍＡ、スイッチング回路８ａの変調電流を３ｍＡ、スイッチング回路８ｂの出力電流とスイッチング回路８ａの出力電流との位相差を１００ｐｓｅｃ（スイッチング回路８ａの方が進んでいる）、スイッチング回路８ａの出力電流のパルス幅を５００ｐｓｅｃ、スイッチング回路８ｂのパルス幅を４００ｐｓｅｃ、ＬＤバイアス電流を１６ｍＡと設定している。また、スイッチング回路８ａ，８ｂに用いるトランジスタとしては、ｆｔが約５０ＧＨｚのＳｉＧｅヘテロバイポーラトランジスタを用いている。ＬＤ２に重畳されて印加される変調電流は、その立ち上がり時間（２０％から８０％までの時間）が６０ｐｓｅｃ程度となっている。また、図１３には、従来例のレーザダイオード駆動回路９０１における変調電流の電流波形を示している。ここでは、常温環境下で、閾値電流が１５ｍＡのＬＤを用いて、ＬＤバイアス電流を１６ｍＡ、ＬＤ変調電流を３３ｍＡと設定した場合の駆動回路の出力電流波形を示している。この場合の変調電流の立ち上がり時間も６０ｐｓｅｃ程度となっている。ただし、図４，１３における波形において、バイアス電流分はオフセットをかけて表示している。

図４及び図１３の電流波形を見ると、本実施形態では、電流振幅、位相、及びパルス幅が異なる２つの電流波形をＬＤ２に同時に供給することにより、電流の立ち上がりの部分に遅い電流の立ち上がり領域を設けているにもかかわらず、ＬＤ２が発光している領域の電流値、及び、電流が立ち下がる領域の電流波形を、従来と同等に維持することができる。

図５（ａ）には、従来例のレーザダイオード駆動回路９０１によってＬＤを駆動した場合の光出力波形を、図５（ｂ）には、本実施形態のレーザダイオード駆動回路１によってＬＤを駆動した場合の光出力波形を示す。ここでは、消光比９．８ｄＢ、光出力が−１．５ｄＢｍ程度になるように駆動電流を調整し、ＬＤとしては発光中心波長が１６１０ｎｍのＤＦＢ（分布帰還型）レーザを用いた場合の例を示している。このように、従来例では、光の立ち上がりに角のような緩和振動に基づくピークが少し見られている。その一方で、本実施形態では、そのようなピークは抑えられ、同程度の消光比及び光出力パワーで波形の調整を行ってもほぼ同程度の光波形が得られている。従って、光波形の立ち上がり部分を遅くした電流波形でも問題のないことが確認された。

次に、本実施形態のレーザダイオード駆動回路１と従来例のレーザダイオード駆動回路９０１との光出力波形のチャープの差を確認するために行った実験結果について示す。光の過渡チャープそのものを直接測定することは可能であるが、光送信器の良否を定量的に比較するのに適していると考え、以下のような実験による評価方法を採用している。

図６には評価測定系システムの概要を示す。ＤＵＴ１０１は、対象のレーザダイオード駆動回路を用いてＬＤを駆動した評価器サンプルで、信号発生器１０２で生成されたデータを基に、データ伝送速度２．４８８３２Ｇｂｐｓ、連続ビット長が２３ビットの擬似ランダム信号で駆動される。ＤＵＴ１０１内のＬＤから出た信号光は、可変の光減衰器１０３によって光パワーが調整される。光減衰器１０３の出力は３ｄＢカップラで分岐され、一方の光信号は光パワーメータ１０４に出力されて光パワーがモニタされる。分岐された他方の光信号は、光ファイバ１０５を通じて伝送され、標準光受信器１０６で受信され、光信号から電気信号に変換される。この標準光受信器１０６は、通常で−３２ｄＢｍ（誤り率１０^−１０）程度のものである。

標準光受信器１０６の電気信号（データ出力）は、クロックデータリカバリー回路１０７へと導かれ、クロックの抽出、データの再生が行われ、誤り率測定器１０８にクロック及びデータが出力され誤り率の評価が行われる。この評価は、光ファイバー１０５を１ｍ程度のほぼ直結するためのものを用いた場合（Back to Back）と、８０ｋｍのものを用いた場合（伝送距離８０ｋｍ）との２種類が行われ、それぞれの光ファイバを用いた場合の誤り率カーブが引かれ、光の受信感度の大小で良否の判定が行われる。光ファイバ１０５として通常のシングルモードファイバを用いて８０ｋｍの伝送を行うと、波長分散が1600psec/nm程度あるために、チャープが大きいと光ファイバの波長分散の影響を大きく受ける。その結果、図１１に示したように、伝送後の波形が鈍ってしまい、それが受信器で受けた場合の受信感度の低下として現れる。この差を伝送ペナルティと呼ぶ。

図７（ａ）は、図６の評価測定系システムを用いて評価された従来例における誤り率カーブ、図７（ｂ）は、本実施形態における誤り率カーブを示す。これらの結果によれば、誤り率１０^−１０の横軸と交わる部分の入力光強度の差である伝送ペナルティは、従来例では１．８２ｄＢ、本実施形態では１．１５ｄＢであり、両者に０．６７ｄＢの差が見られた。この差は、駆動電流の立ち上がり部分の形状の差によるものであり、本実施形態のように光波形の立ち上がり部分を遅くした波形でＬＤを駆動することにより、緩和振動の影響を抑え、光波形の波長変動、すなわち、チャープを抑えることが可能になることがわかる。従って、光送信器の長距離伝送特性の改善につながることが確認できた。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、変調電流発生回路に内蔵するトランジスタとしてバイポーラトランジスタ、特にＳｉＧｅヘテロバイポーラトランジスタを用いていたが、他の種類のバイポーラトランジスタも利用可能である。さらには、電界効果型トランジスタを用いても同様な効果を得ることが可能である。

また、変調電流発生回路を２組設けているが、必要に応じて変調電流発生回路の数を増やしても同様な効果が得られ、また、本実施形態においてパルス幅制御回路１１、遅延回路１３と表記された回路は、逆の機能を持ったり、パルス幅制御と遅延制御の２つの機能を同時に持つようなことも回路構成上あり得るもので、本発明の主旨を逸脱しない限りで様々な変形態様が可能である。

また、２組の変調電流発生回路が生成する変調電流の振幅、位相、又はパルス幅は、上述した実施例には限定されず、伝送速度に応じて最適な値に設定してもよい。

本発明の好適な一実施形態であるレーザダイオード駆動回路の回路ブロック図である。 図１のレーザダイオード駆動回路の要部を詳細に示す回路図である。 図１のレーザダイオード駆動回路における変調電流の電流波形を示す図であり、（ａ）は、一方のスイッチング回路によって設定される変調電流の電流波形を示す図、（ｂ）は他方のスイッチング回路によって設定される変調電流の電流波形を示す図である。 図１のレーザダイオード駆動回路においてＬＤに印加される変調電流の電流波形を示す図である。 （ａ）は、従来例のレーザダイオード駆動回路によってＬＤを駆動した場合の光出力波形を示す図、（ｂ）は、本実施形態のレーザダイオード駆動回路によってＬＤを駆動した場合の光出力波形を示す図である。 レーザダイオード駆動回路を評価するための評価測定系システムの概要を示す図である。 （ａ）は、図６の評価測定系システムを用いて評価された従来例における誤り率カーブを示すグラフ、（ｂ）、図６の評価測定系システムを用いて評価された本実施形態における誤り率カーブを示すグラフである。 従来例のレーザダイオード駆動回路の構成を示す回路図である。 図８のレーザダイオード駆動回路におけるＬＤ出力波形の一例を示す図であり、（ａ）は、消光比１２ｄＢの場合の出力波形を示す図、（ｂ）は、消光比８ｄＢの場合の出力波形を示す図である。 図８のレーザダイオード駆動回路における光出力周波数の時間変動及び光出力パワーの時間変動を示すグラフである。 図８のレーザダイオード駆動回路の光出力を長距離伝送した後の光波形を示す図であり、（ａ）は０ｋｍ伝送した場合、（ｂ）は１００ｋｍ伝送した場合、（ｃ）は２００ｋｍ伝送した場合の光波形を示す図である。 （ａ）は、バイポーラトランジスタのベース−エミッタ間電圧とコレクタ電流との関係を示すグラフ、（ｂ）は、ＦＥＴのゲート電圧とドレイン電流との関係を示すグラフである。 図８のレーザダイオード駆動回路においてＬＤに印加される変調電流の電流波形を示す図である。

符号の説明

１…レーザダイオード駆動回路、２…ＬＤ、３ａ，３ｂ…変調電流発生回路、４…バイアス電流発生回路（バイアス電流用電流源）、５…フォトダイオード、６…ＡＰＣ回路、７ａ，７ｂ…差動電流回路、８ａ，８ｂ…スイッチング回路、１５，１６，１７，１８…トランジスタ、１９，２０…変調電流用電流源。

Claims (3)

1. レーザダイオードに駆動電流を供給するレーザダイオード駆動回路において、
   前記レーザダイオードに印加される変調電流を制御する変調電流発生回路を複数備え、
   前記変調電流発生回路のそれぞれは、前記変調電流の振幅、位相、及びパルス幅を独立に変更可能に構成されている、
   ことを特徴とするレーザダイオード駆動回路。
2. 前記レーザダイオードに接続され、前記レーザダイオードにバイアス電流を供給するバイアス電流用電流源を更に備える、
   ことを特徴とする請求項１記載のレーザダイオード駆動回路。
3. 前記変調電流発生回路のそれぞれは、一方の電流端子が共通に接続された一対のトランジスタより成るスイッチング回路を備え、いずれか一方のトランジスタの他方の電流端子が前記レーザダイオードに接続され、
   共通に接続された前記一方の電流端子は変調電流用電流源に接続されており、
   前記レーザダイオードからの光出力をモニタするモニタ用フォトダイオードと、
   前記モニタ用フォトダイオードから出力されるモニタ信号に基づいて、前記光出力が一定になるように前記変調電流用電流源及び前記バイアス電流用電流源によって生成される電流を制御するＡＰＣ回路と、
   を更に備えることを特徴とする請求項２記載のレーザダイオード駆動回路。

Images