JP2008235701A - Laser diode driving circuit - Google Patents

Laser diode driving circuit Download PDF

Info

Publication number
JP2008235701A
JP2008235701A JP2007075326A JP2007075326A JP2008235701A JP 2008235701 A JP2008235701 A JP 2008235701A JP 2007075326 A JP2007075326 A JP 2007075326A JP 2007075326 A JP2007075326 A JP 2007075326A JP 2008235701 A JP2008235701 A JP 2008235701A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diode
circuit
current
drive current
differential resistance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007075326A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshinobu Kawanami
佳宜 河南
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2007075326A priority Critical patent/JP2008235701A/en
Publication of JP2008235701A publication Critical patent/JP2008235701A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an LD driving circuit capable of shortening the rise time of a drive current while suppressing the chirp of a laser diode (LD). <P>SOLUTION: The LD driving circuit 10A comprises the LD 12, an LD driver 14 for supplying the drive current Id including modulation components and bias components to the LD 12, a diode 16 connected between the LD driver 14 and the LD 12, and a shunt circuit 18 including a capacitor 18b connected in parallel to the LD 12 and the diode 16. The ratio (R<SB>DDoff</SB>/R<SB>DDon</SB>) of the differential resistance values R<SB>DDoff</SB>and R<SB>DDon</SB>of the diode 16 corresponding to the drive current values of a low level and a high level respectively is larger than the ratio (R<SB>LDoff</SB>/R<SB>LDon</SB>) of the differential resistance values R<SB>LDoff</SB>and R<SB>LDon</SB>of the LD 12 corresponding to the drive current values of the low level and the high level respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーザダイオード駆動回路に関するものである。   The present invention relates to a laser diode drive circuit.

図１４は、従来のレーザダイオード（以下、ＬＤ）駆動回路の例を示す図である。このＬＤ駆動回路１００は、ＬＤ１０２と、高周波の変調成分を含む駆動電流ＩｄをＬＤ１０２に供給するＬＤドライバ１０４と、ＬＤ１０２に対し並列に接続されたスナバ回路１０６とを備えている。スナバ回路１０６は、互いに直列接続された抵抗１０６ａ及び容量１０６ｂを含み、ＬＤドライバ１０４から出力される電流の一部を分流する。   FIG. 14 is a diagram showing an example of a conventional laser diode (hereinafter referred to as LD) driving circuit. The LD drive circuit 100 includes an LD 102, an LD driver 104 that supplies a drive current Id including a high-frequency modulation component to the LD 102, and a snubber circuit 106 connected in parallel to the LD 102. The snubber circuit 106 includes a resistor 106 a and a capacitor 106 b connected in series with each other, and shunts a part of the current output from the LD driver 104.

スナバ回路１０６には容量１０６ｂが含まれているので、スナバ回路１０６のインピーダンスは高い周波数帯域ほど低くなり、駆動電流Ｉｄに含まれる変調成分の立ち上がり及び立ち下がりを鈍らせる作用がある。従って、このようなスナバ回路１０６は、駆動電流Ｉｄが立ち上がる際の急激な電流変化による緩和振動やＬＤ１０２のチャープを抑制するために用いられる。   Since the snubber circuit 106 includes the capacitor 106b, the impedance of the snubber circuit 106 becomes lower as the frequency band becomes higher, and the rise and fall of the modulation component included in the drive current Id is dulled. Therefore, such a snubber circuit 106 is used to suppress relaxation oscillation and chirp of the LD 102 due to a rapid current change when the drive current Id rises.

なお、特許文献１には、上記したスナバ回路を備えるＬＤ駆動回路が開示されている。また、特許文献２には、差動アンプと差動スイッチング回路とを備えるＬＤ駆動回路において、差動アンプ出力の一方をコンデンサを介して接地させることにより、立ち上がり時の緩和振動を抑制する技術が開示されている。
特開昭６０−１８７０７５号公報 特開平０４−２６７５７１号公報 Patent Document 1 discloses an LD driving circuit including the snubber circuit described above. Patent Document 2 discloses a technique for suppressing relaxation oscillation at the time of rising in an LD driving circuit including a differential amplifier and a differential switching circuit by grounding one of the differential amplifier outputs via a capacitor. It is disclosed.
JP 60-187075 A Japanese Patent Laid-Open No. 04-267571

光通信において高い周波数の光信号を長距離伝送する場合には、光信号の立ち上がり時間Ｔｒを短くして光信号波形の劣化を抑えることが望ましい。一方、ＬＤへの駆動電流が急激に立ち上がるとＬＤにおいてチャープが発生する。特に立ち上がりの始期においては、駆動電流値がＬＤの閾値電流値に近く、ＬＤの発光波長が不安定なためチャープが発生し易い。従って、チャープを抑制するためには、駆動電流の立ち上がりを鈍らせることが望ましい。このように、駆動電流の立ち上がり波形には二つの相反する要請がある。図１４に示した従来のＬＤ駆動回路や特許文献１または２に記載された回路は、これらの要請のうち後者のみを解決するものであり、これらの要請の双方を解決できるＬＤ駆動回路が望まれている。   When transmitting an optical signal having a high frequency for a long distance in optical communication, it is desirable to shorten the rise time Tr of the optical signal to suppress the deterioration of the optical signal waveform. On the other hand, when the drive current to the LD suddenly rises, chirp occurs in the LD. In particular, at the beginning of rising, the drive current value is close to the threshold current value of the LD, and the emission wavelength of the LD is unstable, so that chirp is likely to occur. Therefore, in order to suppress the chirp, it is desirable to slow the rise of the drive current. Thus, there are two conflicting demands on the rising waveform of the drive current. The conventional LD driving circuit shown in FIG. 14 and the circuit described in Patent Document 1 or 2 solve only the latter of these requirements, and an LD driving circuit that can solve both of these requirements is desired. It is rare.

本発明は、上記した問題点を鑑みてなされたものであり、ＬＤのチャープを抑制しつつ、駆動電流の立ち上がり時間を短くできるＬＤ駆動回路を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an LD drive circuit that can shorten the rise time of the drive current while suppressing chirp of the LD.

上記した課題を解決するために、本発明によるＬＤ駆動回路は、レーザダイオードと、変調成分を含む駆動電流をレーザダイオードに供給するドライバ回路と、ドライバ回路及びレーザダイオードの間に接続されたダイオードと、レーザダイオード及びダイオードに対して並列に存在する容量を含む分流回路とを備え、ローレベル及びハイレベルの駆動電流値それぞれに対応するダイオードの微分抵抗値ＲＤＤｏｆｆ及びＲＤＤｏｎの比（ＲＤＤｏｆｆ／ＲＤＤｏｎ）が、ローレベル及びハイレベルの駆動電流値それぞれに対応するレーザダイオードの微分抵抗値ＲＬＤｏｆｆ及びＲＬＤｏｎの比（ＲＬＤｏｆｆ／ＲＬＤｏｎ）より大きいことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an LD driving circuit according to the present invention includes a laser diode, a driver circuit that supplies a driving current including a modulation component to the laser diode, and a diode connected between the driver circuit and the laser diode. , And a ratio of the differential resistance values R DDoff and R DDon of the diodes corresponding to the low-level and high-level drive current values (R DDoff / R DDon ) is larger than the ratio (R LDoff / R LDon ) of the differential resistance values R LDoff and R LDon of the laser diode corresponding to the low level and high level drive current values, respectively.

上記したＬＤ駆動回路においては、ドライバ回路とＬＤとの間にダイオードが接続されており、ＬＤ及びダイオードの微分抵抗値が、（ＲＤＤｏｆｆ／ＲＤＤｏｎ）＞（ＲＬＤｏｆｆ／ＲＬＤｏｎ）という関係を満たしている。ドライバ回路からの駆動電流がローレベルからハイレベルへ立ち上がる際にダイオードの微分抵抗値はＲＤＤｏｆｆからＲＤＤｏｎへ変化するが、前述した関係は、この変化率がＬＤの微分抵抗値の変化率よりも大きいことを意味する。すなわち、立ち上がりの始期においてはダイオードの微分抵抗値が大きいので分流回路を流れる電流が多くなり、駆動電流の立ち上がりが鈍くなる。逆に、立ち上がりの終期においてはダイオードの微分抵抗値が小さくなるので分流回路を流れる電流が小さくなり、ＬＤを流れる電流が増えて駆動電流の立ち上がりが鋭くなる。 In the LD driving circuit described above, a diode is connected between the driver circuit and the LD, and the differential resistance value of the LD and the diode has a relation of (R DDoff / R DDon )> (R LDoff / R LDon ). Satisfies. Differential resistance of the diode when the drive current from the driver circuit rises from the low level to the high level is changed from R DDoff to R DDON, the relationship described above, the rate of change than the change rate of the differential resistance value of LD Also means big. That is, since the differential resistance value of the diode is large at the beginning of rising, the current flowing through the shunt circuit increases, and the rising of the driving current becomes dull. Conversely, at the end of the rise, the differential resistance value of the diode is small, so the current flowing through the shunt circuit is small, the current flowing through the LD is increased, and the drive current rises sharply.

前述したように、ＬＤのチャープは立ち上がりの始期に発生し易い。上記したＬＤ駆動回路によれば、ＬＤと直列に接続されたダイオードによって駆動電流の立ち上がりの始期が重点的に鈍るので、チャープを効果的に抑制できる。また、駆動電流の立ち上がりの終期が鋭くなるので、駆動電流の立ち上がり時間を短くできる。   As described above, the chirp of the LD is likely to occur at the beginning of rising. According to the LD driving circuit described above, since the start of the rising of the driving current is largely blunted by the diode connected in series with the LD, chirp can be effectively suppressed. Further, since the end of the rising of the driving current becomes sharp, the rising time of the driving current can be shortened.

また、ＬＤ駆動回路は、分流回路が、容量と直列に接続された抵抗を更に含むことを特徴としてもよい。或いは、ＬＤ駆動回路は、ダイオードと直列に接続された抵抗を更に含むことを特徴としてもよい。これらのうち少なくとも一方により、駆動電流の立ち上がり波形を好適に調整できる。   In the LD driving circuit, the shunt circuit may further include a resistor connected in series with the capacitor. Alternatively, the LD driving circuit may further include a resistor connected in series with the diode. At least one of these can suitably adjust the rising waveform of the drive current.

本発明のＬＤ駆動回路によれば、立ち上がり時間が劣化することなくチャープ特性を抑制することができる。   According to the LD driving circuit of the present invention, it is possible to suppress the chirp characteristics without deterioration of the rise time.

以下、添付図面を参照しながら本発明によるＬＤ駆動回路の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of an LD driving circuit according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

（実施の形態）
図１は、本発明によるＬＤ駆動回路の一実施形態の構成を示す回路図である。このＬＤ駆動回路１０Ａは、ＬＤ１２と、高周波の変調成分を含む駆動電流ＩｄをＬＤ１２に供給するドライバ回路であるＬＤドライバ１４と、ＬＤ１２及びＬＤドライバ１４の間に接続されたダイオード１６と、ＬＤ１２及びダイオード１６に対し並列に接続された分流回路（スナバ回路）１８とを備えている。ダイオード１６は、順方向がＬＤ１２と同じ向きになるようにＬＤ１２と直列に設けられている。分流回路１８は、互いに直列接続された抵抗１８ａ及び容量１８ｂを含み、ＬＤドライバ１４から出力される電流の一部を分流する。 (Embodiment)
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an embodiment of an LD driving circuit according to the present invention. The LD drive circuit 10A includes an LD 12, an LD driver 14 that is a driver circuit that supplies a drive current Id including a high-frequency modulation component to the LD 12, a diode 16 connected between the LD 12 and the LD driver 14, and the LD 12 and A shunt circuit (snubber circuit) 18 connected in parallel to the diode 16 is provided. The diode 16 is provided in series with the LD 12 such that the forward direction is the same as that of the LD 12. The shunt circuit 18 includes a resistor 18 a and a capacitor 18 b connected in series with each other, and shunts a part of the current output from the LD driver 14.

ここで、ＬＤ１２及びダイオード１６のインピーダンス特性について説明する。図２は、市販の１．３μｍ帯ＬＤの微分抵抗−電流特性の実測値を示すグラフである。なお、同図において、ＬＤの閾値電流は１０ｍＡである。同図に示すように、ＬＤの微分抵抗は閾値電流を超える電流領域では殆ど一定である。一般的に、ＬＤを駆動する際には閾値電流よりやや大きいバイアス成分を重畳するので、駆動電流の変化範囲は閾値電流を常に超えており、例えば図中の範囲Ａとなる。この場合、駆動電流の大きさはローレベル時で１５ｍＡ、ハイレベル時で４０ｍＡである。すなわち、駆動電流に含まれるバイアス成分は１５ｍＡ、変調成分は２５ｍＡである。   Here, the impedance characteristics of the LD 12 and the diode 16 will be described. FIG. 2 is a graph showing measured values of differential resistance-current characteristics of a commercially available 1.3 μm band LD. In the figure, the threshold current of the LD is 10 mA. As shown in the figure, the differential resistance of the LD is almost constant in the current region exceeding the threshold current. In general, when driving an LD, a bias component slightly larger than the threshold current is superimposed, so that the change range of the drive current always exceeds the threshold current, for example, a range A in the figure. In this case, the magnitude of the drive current is 15 mA at the low level and 40 mA at the high level. That is, the bias component included in the drive current is 15 mA, and the modulation component is 25 mA.

また、図３は、ダイオード１６の微分抵抗−電流特性例を示すグラフである。同図に示すように、一般的なダイオードの微分抵抗値は電流が大きくなるほど低下する傾向がある。本実施形態では、ダイオード１６として、ＬＤ１２の閾値電流値（本例では１０ｍＡ）以上の電流領域において、微分抵抗値の電流依存性が大きいものを使用する。すなわち、ローレベルの駆動電流Ｉｄに対応するダイオード１６の微分抵抗値ＲＤＤｏｆｆと、ハイレベルの駆動電流Ｉｄに対応するダイオード１６の微分抵抗値ＲＤＤｏｎとの比（ＲＤＤｏｆｆ／ＲＤＤｏｎ）が、ローレベルの駆動電流Ｉｄに対応するＬＤ１２の微分抵抗値ＲＬＤｏｆｆ（図２参照）と、ハイレベルの駆動電流Ｉｄに対応するＬＤ１２の微分抵抗値ＲＬＤｏｎとの比（ＲＬＤｏｆｆ／ＲＬＤｏｎ）より大きくなるように、ダイオード１６を選定する。 FIG. 3 is a graph showing an example of the differential resistance-current characteristic of the diode 16. As shown in the figure, the differential resistance value of a general diode tends to decrease as the current increases. In the present embodiment, a diode 16 having a large current dependency of the differential resistance value is used in the current region of the LD 12 threshold current value (10 mA in this example) or more. That is, the ratio (R DDoff / R DDon ) between the differential resistance value R DDoff of the diode 16 corresponding to the low level drive current Id and the differential resistance value R DDon of the diode 16 corresponding to the high level drive current Id is the differential resistance value R LDOFF the LD12 corresponding to the drive current Id of the low level (see FIG. 2), than the ratio of the differential resistance value R LDON the LD12 corresponding to the drive current Id of the high level (R LDoff / R LDon) The diode 16 is selected so as to increase.

図４は、ＬＤ１２及びダイオード１６からなる直列回路の微分抵抗−電流特性、すなわち図２に示したＬＤ１２の微分抵抗−電流特性と、図３に示したダイオード１６の微分抵抗−電流特性とを合成したグラフである。図４に示すように、ＬＤ１２の微分抵抗とダイオード１６の微分抵抗との和は、ダイオード１６の微分抵抗（図３）の影響により、ＬＤ１２の閾値電流値（１０ｍＡ）以上の電流領域において電流が大きくなるほど低下する。   4 is a combination of the differential resistance-current characteristics of the series circuit including the LD 12 and the diode 16, that is, the differential resistance-current characteristics of the LD 12 shown in FIG. 2 and the differential resistance-current characteristics of the diode 16 shown in FIG. It is a graph. As shown in FIG. 4, the sum of the differential resistance of the LD 12 and the differential resistance of the diode 16 is the current in the current region of the LD 12 threshold current value (10 mA) or more due to the influence of the differential resistance of the diode 16 (FIG. 3). Decreases with increasing size.

続いて、ＬＤ駆動回路１０Ａの動作について説明する。図１に示した回路において、ＬＤドライバ１４から出力された電流は、ダイオード１６及びＬＤ１２からなる直列回路と分流回路１８とに分流される。このときの分流比は、ダイオード１６及びＬＤ１２の合成インピーダンスと分流回路１８のインピーダンスとの比の逆になる。すなわち、ＬＤドライバ１４から出力される電流の大きさをＩｐｕｌｓｅ、ダイオード１６及びＬＤ１２へ分流される電流の大きさをＩｌｄとすると、Ｉｌｄは、次の（１）式で表される。

Figure 2008235701

なお、（１）式において、ＺｌｄはＬＤ１２とダイオード１６との合成インピーダンス（すなわちＬＤ１２の微分抵抗とダイオード１６の微分抵抗との和）に相当し、Ｚｓは分流回路１８の合成インピーダンスであって、次の（２）式となる。
Figure 2008235701
なお、（２）式において、Ｒｓは抵抗１８ａの抵抗値であり、Ｃｓは容量１８ｂの容量値である。 Next, the operation of the LD drive circuit 10A will be described. In the circuit shown in FIG. 1, the current output from the LD driver 14 is shunted to the series circuit including the diode 16 and the LD 12 and the shunt circuit 18. The shunt ratio at this time is opposite to the ratio between the combined impedance of the diode 16 and the LD 12 and the impedance of the shunt circuit 18. That is, if the current output from the LD driver 14 is Ipulse and the current shunted to the diode 16 and the LD 12 is Ild, Ild is expressed by the following equation (1).
Figure 2008235701
In Equation (1), Zld corresponds to the combined impedance of the LD 12 and the diode 16 (that is, the sum of the differential resistance of the LD 12 and the differential resistance of the diode 16), and Zs is the combined impedance of the shunt circuit 18, The following equation (2) is obtained.
Figure 2008235701
In equation (2), Rs is the resistance value of the resistor 18a, and Cs is the capacitance value of the capacitor 18b.

（２）式に示すように、分流回路１８の合成インピーダンスＺｓは、周波数依存性を有しており、周波数が高くなるほど小さくなる。従って、ＬＤドライバ１４から出力される電流のうち高周波成分のみが分流回路１８へ分流される。このため、分流回路１８はＬＤ１２へ分流される駆動電流Ｉｄの変調成分の立ち上がり・立ち下がりを鈍らせる作用を有し、その鈍る度合いは抵抗１８ａ及び容量１８ｂによって調整可能である。   As shown in the equation (2), the combined impedance Zs of the shunt circuit 18 has frequency dependence, and decreases as the frequency increases. Therefore, only the high frequency component of the current output from the LD driver 14 is shunted to the shunt circuit 18. For this reason, the shunt circuit 18 has a function of blunting the rise and fall of the modulation component of the drive current Id shunted to the LD 12, and the dull degree can be adjusted by the resistor 18a and the capacitor 18b.

また、（１）式に示したように、ダイオード１６及びＬＤ１２へ分流される電流（すなわち駆動電流Ｉｄ）の大きさＩｌｄは、ＬＤ１２の微分抵抗とダイオード１６の微分抵抗との和に依存する。上述したように、ＬＤ１２及びダイオード１６の微分抵抗値は、図２及び図３において（ＲＤＤｏｆｆ／ＲＤＤｏｎ）＞（ＲＬＤｏｆｆ／ＲＬＤｏｎ）という関係を満たしている。すなわち、ＬＤドライバ１４からの駆動電流Ｉｄがローレベルからハイレベルへ立ち上がる際に、ダイオード１６の微分抵抗値は、図３に示すＲＤＤｏｆｆからＲＤＤｏｎへ変化する。そして、この変化率（ＲＤＤｏｆｆ／ＲＤＤｏｎ）は、ＬＤ１２の微分抵抗値が、図２に示すＲＬＤｏｆｆからＲＬＤｏｎへ変化する際の変化率（ＲＬＤｏｆｆ／ＲＬＤｏｎ）よりも大きい。結果的に、ＬＤ１２の微分抵抗とダイオード１６の微分抵抗との和は、ダイオード１６の特性の影響を受け、駆動電流Ｉｄがローレベルからハイレベルへ立ち上がるにつれてその値が小さくなる。 Further, as shown in the equation (1), the magnitude Ild of the current shunted to the diode 16 and the LD 12 (that is, the drive current Id) depends on the sum of the differential resistance of the LD 12 and the differential resistance of the diode 16. As described above, the differential resistance values of the LD 12 and the diode 16 satisfy the relationship of (R DDoff / R DDon )> (R LDoff / R LDon ) in FIGS. That is, when the drive current Id from the LD driver 14 rises from the low level to the high level, the differential resistance value of the diode 16 changes from R DDoff shown in FIG. 3 to R DDon . Then, the rate of change (R DDoff / R DDon) is is greater than the rate of change when changing from R LDOFF shown in FIG. 2 to R LDon (R LDoff / R LDon ) differential resistance value of LD 12. As a result, the sum of the differential resistance of the LD 12 and the differential resistance of the diode 16 is affected by the characteristics of the diode 16 and decreases as the drive current Id rises from the low level to the high level.

従って、駆動電流Ｉｄの立ち上がりの始期においては分流回路１８を流れる電流が多くなり、駆動電流Ｉｄの立ち上がりが鈍くなる。逆に、駆動電流Ｉｄの立ち上がりの終期においては分流回路１８を流れる電流が小さくなり、ＬＤ１２への分流量が増えて駆動電流Ｉｄの立ち上がりが鋭くなる。図５は、このような駆動電流Ｉｄの波形を概念的に示す図である。なお、図５において、実線は、本実施形態のＬＤ駆動回路１０Ａにおける駆動電流Ｉｄの立ち上がり波形を示し、破線は、比較のため図１４に示した従来のＬＤ駆動回路における波形を示している。図５に示すように、駆動電流Ｉｄの立ち上がりの始期Ｂにおいては、従来の回路と比べて本実施形態の回路では立ち上がりが鈍くなる。また、駆動電流Ｉｄの立ち上がりの終期Ｃにおいては、従来の回路と比べて本実施形態の回路では立ち上がりが鋭くなる。   Therefore, at the beginning of the rise of the drive current Id, the current flowing through the shunt circuit 18 increases, and the rise of the drive current Id becomes dull. Conversely, at the end of the rise of the drive current Id, the current flowing through the shunt circuit 18 decreases, the flow rate to the LD 12 increases, and the drive current Id rises sharply. FIG. 5 is a diagram conceptually showing the waveform of such a drive current Id. In FIG. 5, the solid line shows the rising waveform of the drive current Id in the LD drive circuit 10A of this embodiment, and the broken line shows the waveform in the conventional LD drive circuit shown in FIG. 14 for comparison. As shown in FIG. 5, in the start period B of the rise of the drive current Id, the rise of the circuit according to the present embodiment is slower than that of the conventional circuit. Further, at the end C of the rise of the drive current Id, the rise of the circuit of the present embodiment is sharper than that of the conventional circuit.

例えば２．５Ｇｂｐｓといった高速光通信において、例えば８０ｋｍといった長距離を伝送する場合には、光信号の立ち上がり時間を短くして光信号の劣化を抑えることが望ましい。また、立ち上がりの始期Ｂにおいては、駆動電流ＩｄがＬＤ１２の閾値電流に近く、ＬＤ１２の発光波長が不安定なためチャープが発生し易い。従って、駆動電流Ｉｄの立ち上がりを鈍らせることが望ましい。本実施形態のＬＤ駆動回路１０Ａによれば、ダイオード１６を設けることによって駆動電流Ｉｄの立ち上がりの始期Ｂを重点的に鈍らせ、終期Ｃを鋭く立ち上げることによって、ＬＤ１２のチャープを効果的に抑制すると共に、駆動電流Ｉｄの立ち上がり時間を短くできる。   In high-speed optical communication such as 2.5 Gbps, for example, when transmitting a long distance such as 80 km, it is desirable to suppress the deterioration of the optical signal by shortening the rise time of the optical signal. Further, at the start B of the rise, the driving current Id is close to the threshold current of the LD 12 and the emission wavelength of the LD 12 is unstable, so that chirp is likely to occur. Therefore, it is desirable to slow the rising of the drive current Id. According to the LD drive circuit 10A of the present embodiment, by providing the diode 16, the start period B of the drive current Id rises sharply and the end period C rises sharply, thereby effectively suppressing the chirp of the LD12. In addition, the rise time of the drive current Id can be shortened.

なお、ＬＤ１２及びダイオード１６が図２〜図４に示した微分抵抗特性を有する場合、駆動電流Ｉｄがローレベル（１５ｍＡ）の時にはＬＤ１２及びダイオード１６の合成インピーダンスＺｌｄは約２０Ω、駆動電流Ｉｄがハイレベル（４０ｍＡ）の時には合成インピーダンスＺｌｄは約１１Ωとなる。従って、立ち上がりの始期Ｂにおける合成インピーダンスＺｌｄは立ち上がりの終期Ｃに対して約２倍となり、立ち上がりの始期Ｂを効果的に鈍らせることができる。   When the LD 12 and the diode 16 have the differential resistance characteristics shown in FIGS. 2 to 4, when the drive current Id is at a low level (15 mA), the combined impedance Zld of the LD 12 and the diode 16 is about 20Ω and the drive current Id is high. At the level (40 mA), the combined impedance Zld is about 11Ω. Therefore, the combined impedance Zld at the start B of the rise is about twice as large as the end C of the rise, and the start B of the rise can be effectively blunted.

本実施形態では分流回路１８が抵抗１８ａ及び容量１８ｂを含んで構成されているが、分流回路１８は、容量１８ｂのみで構成されてもよい。但し、分流回路１８が抵抗１８ａを含むことにより、駆動電流Ｉｄの立ち上がり波形をより好適に調整できる。   In the present embodiment, the shunt circuit 18 includes the resistor 18a and the capacitor 18b. However, the shunt circuit 18 may include only the capacitor 18b. However, when the shunt circuit 18 includes the resistor 18a, the rising waveform of the drive current Id can be more suitably adjusted.

また、本実施形態のＬＤ駆動回路１０Ａは、ＬＤドライバ１４を内蔵するＩＣの外部にダイオード１６や分流回路１８を設けるだけで実現できるので、上記効果を極めて容易に得ることができる。   Further, the LD driving circuit 10A according to the present embodiment can be realized simply by providing the diode 16 and the shunt circuit 18 outside the IC in which the LD driver 14 is built, so that the above effect can be obtained very easily.

（実施例）
続いて、本発明者が行ったシミュレーション結果について説明する。図６〜図８は、シミュレーションに用いたモデルを示す回路図である。図６に示すＬＤ駆動回路モデル２０Ａは、本発明の一形態となる構成を備えており、ＬＤ等価回路２２、ＬＤドライバ２４、ＬＤ等価回路２２とＬＤドライバ２４との間に接続されたダイオード２６、及び、ＬＤ等価回路２２と並列に存在する分流回路としての容量２８を備えている。ＬＤ等価回路２２は、互いに並列に接続された微分抵抗２２ａ及びＰＮジャンクション容量２２ｂからなる。図７に示すＬＤ駆動回路モデル２０Ｂは、図１４に示した従来のＬＤ駆動回路と同様の構成を備えており、ＬＤ等価回路２２、ＬＤドライバ２４、容量２８、及びスナバ回路３０を備えている。スナバ回路３０は、ＬＤ等価回路２２と並列に接続され、互いに直列に接続された抵抗３０ａ及び容量３０ｂからなる。図８に示すＬＤ駆動回路モデル２０Ｃは、ダイオードもスナバ回路も備えておらず、ＬＤ等価回路２２、ＬＤドライバ２４、及び容量２８からなる。 (Example)
Subsequently, a simulation result performed by the present inventor will be described. 6 to 8 are circuit diagrams showing models used for the simulation. An LD driving circuit model 20A shown in FIG. 6 has a configuration according to an embodiment of the present invention, and includes an LD equivalent circuit 22, an LD driver 24, and a diode 26 connected between the LD equivalent circuit 22 and the LD driver 24. , And a capacitor 28 as a shunt circuit that exists in parallel with the LD equivalent circuit 22. The LD equivalent circuit 22 includes a differential resistor 22a and a PN junction capacitor 22b connected in parallel to each other. The LD driving circuit model 20B shown in FIG. 7 has the same configuration as the conventional LD driving circuit shown in FIG. 14, and includes an LD equivalent circuit 22, an LD driver 24, a capacitor 28, and a snubber circuit 30. . The snubber circuit 30 includes a resistor 30a and a capacitor 30b that are connected in parallel to the LD equivalent circuit 22 and connected in series to each other. The LD drive circuit model 20C shown in FIG. 8 does not include a diode or a snubber circuit, and includes an LD equivalent circuit 22, an LD driver 24, and a capacitor.

なお、本シミュレーションに用いた各回路要素の数値は以下のとおりである。
微分抵抗２２ａ：６［Ω］
ＰＮジャンクション容量２２ｂ：８［ｐＦ］
容量２８：１［ｐＦ］
抵抗３０ａ：１０［Ω］
容量３０ｂ：５［ｐＦ］ In addition, the numerical value of each circuit element used for this simulation is as follows.
Differential resistance 22a: 6 [Ω]
PN junction capacitance 22b: 8 [pF]
Capacitance 28: 1 [pF]
Resistance 30a: 10 [Ω]
Capacitance 30b: 5 [pF]

また、本シミュレーションに用いたダイオード２６の特性を図９（ａ）及び図９（ｂ）に示す。図９（ａ）は、ダイオード２６の電流−電圧特性を示すグラフである。図９（ｂ）は、ダイオード２６の微分抵抗−電流特性を示すグラフである。また、本シミュレーションに用いたＬＤドライバ２４の出力波形を図１０に示す。同図に示すＬＤドライバ２４からの出力電流波形は、周波数１．２５ＧＨｚ（２．５Ｇｂｐｓ）、立ち上がり時間及び立ち下がり時間（共に０−１００％）５０［ｐｓ］、駆動電流０［ｍＡ］（ローレベル時）２０［ｍＡ］（ハイレベル時）となっている。   The characteristics of the diode 26 used in this simulation are shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b). FIG. 9A is a graph showing current-voltage characteristics of the diode 26. FIG. 9B is a graph showing the differential resistance-current characteristics of the diode 26. FIG. 10 shows the output waveform of the LD driver 24 used in this simulation. The output current waveform from the LD driver 24 shown in the figure has a frequency of 1.25 GHz (2.5 Gbps), a rise time and a fall time (both 0-100%) 50 [ps], and a drive current 0 [mA] (low At the time of level) 20 [mA] (at the time of high level).

図１１は、本シミュレーションにおいて算出された駆動電流Ｉｄの波形を示す図である。また、図１２は、図１１における駆動電流Ｉｄの立ち上がり部分を拡大した図である。図１１及び図１２において、Ｇ１は図６に示したＬＤ駆動回路モデル２０Ａにおける波形を示し、Ｇ２は図７に示したＬＤ駆動回路モデル２０Ｂにおける波形を示し、Ｇ３は図８に示したＬＤ駆動回路モデル２０Ｃにおける波形を示している。Ｇ３のように、ＬＤ駆動回路がダイオードもスナバ回路も備えない場合には、駆動電流Ｉｄが鋭く立ち上がってしまい、ＬＤにおいてチャープが顕著に発生することとなる。また、Ｇ２のように、ＬＤ駆動回路がスナバ回路を備える場合には、駆動電流Ｉｄの立ち上がりの早さが全体的に緩和されてＬＤのチャープを抑制できるが、立ち上がり時間が長くなってしまう。これらに対し、Ｇ１のように、ＬＤ駆動回路がＬＤと直列にダイオードを備えると、駆動電流Ｉｄの立ち上がり始期をより効果的に緩和しつつ、終期の立ち上げを早めて立ち上がり時間をＧ２より短くできることがわかる。   FIG. 11 is a diagram showing a waveform of the drive current Id calculated in this simulation. FIG. 12 is an enlarged view of the rising portion of the drive current Id in FIG. 11 and 12, G1 shows a waveform in the LD drive circuit model 20A shown in FIG. 6, G2 shows a waveform in the LD drive circuit model 20B shown in FIG. 7, and G3 shows the LD drive shown in FIG. The waveform in the circuit model 20C is shown. When the LD drive circuit does not include a diode and a snubber circuit as in G3, the drive current Id rises sharply, and chirp is remarkably generated in the LD. Further, when the LD drive circuit includes a snubber circuit like G2, the rising speed of the driving current Id is alleviated as a whole, and chirping of the LD can be suppressed, but the rising time becomes long. On the other hand, when the LD driving circuit includes a diode in series with the LD as in G1, the rising start time of the driving current Id is more effectively reduced and the rising time is made shorter than that of G2 while the rising of the driving current Id is more effectively mitigated. I understand that I can do it.

本シミュレーション結果から、ＬＤに直列接続されたダイオードをＬＤ駆動回路が備えることによって、駆動電流の立ち上がりの始期を重点的に鈍らせ且つ終期を鋭く立ち上げ、ＬＤのチャープを効果的に抑制すると共に、駆動電流の立ち上がり時間を短くできることが理解される。   From this simulation result, the LD drive circuit is equipped with a diode connected in series with the LD so that the start of the drive current rises sharply and sharply rises, effectively suppressing the chirp of the LD. It is understood that the rise time of the drive current can be shortened.

（変形例）
図１３は、上記実施形態に係るＬＤ駆動回路の変形例を示す回路図である。本変形例のＬＤ駆動回路１０Ｂは、ＬＤ１２、ＬＤドライバ１４、ダイオード１６、分流回路３２、及び抵抗３４を備えている。これらのうち、ＬＤ１２、ＬＤドライバ１４、及びダイオード１６の構成および特性は上記実施形態と同様である。分流回路３２は、ＬＤ１２及びダイオード１６に対して並列に接続された容量３２ａを含み、ＬＤドライバ１４から出力される電流の一部を分流する。抵抗３４は、ダイオード１６と直列に接続されており、分流回路３２に対して並列に設けられている。本変形例のように、ＬＤ駆動回路は分流回路内の抵抗に代えて、ダイオードと直列に接続された抵抗を備えても良く、これによって駆動電流Ｉｄの立ち上がり波形を好適に調整できる。 (Modification)
FIG. 13 is a circuit diagram showing a modification of the LD drive circuit according to the embodiment. The LD drive circuit 10B of this modification includes an LD 12, an LD driver 14, a diode 16, a shunt circuit 32, and a resistor 34. Among these, the configurations and characteristics of the LD 12, the LD driver 14, and the diode 16 are the same as those in the above embodiment. The shunt circuit 32 includes a capacitor 32 a connected in parallel to the LD 12 and the diode 16, and shunts a part of the current output from the LD driver 14. The resistor 34 is connected in series with the diode 16 and is provided in parallel with the shunt circuit 32. As in the present modification, the LD drive circuit may include a resistor connected in series with the diode instead of the resistor in the shunt circuit, whereby the rising waveform of the drive current Id can be suitably adjusted.

本発明によるＬＤ駆動回路は、上記した実施形態、実施例および変形例に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では分流回路が抵抗を含み、変形例ではダイオードと直列に抵抗が設けられているが、これらの抵抗を併設してもよい。また、図３に示したダイオードの微分抵抗−電流特性は一例であり、（ＲＤＤｏｆｆ／ＲＤＤｏｎ）＞（ＲＬＤｏｆｆ／ＲＬＤｏｎ）の関係を満たすダイオードであれば、様々な特性のものを採用できる。 The LD driving circuit according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, examples, and modifications, and various other modifications are possible. For example, in the above embodiment, the shunt circuit includes a resistor. In the modification, a resistor is provided in series with the diode. However, these resistors may be provided together. The differential resistance-current characteristic of the diode shown in FIG. 3 is an example, and any diode having various characteristics can be used as long as the diode satisfies the relationship of (R DDoff / R DDon )> (R LDoff / R LDon ). it can.

図１は、本発明によるＬＤ駆動回路の一実施形態の構成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an embodiment of an LD driving circuit according to the present invention. 図２は、或るＬＤの微分抵抗−電流特性の実測値を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing measured values of differential resistance-current characteristics of a certain LD. 図３は、ダイオードの微分抵抗−電流特性例を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing an example of the differential resistance-current characteristic of the diode. 図４は、ＬＤ及びダイオードからなる直列回路の微分抵抗−電流特性を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing differential resistance-current characteristics of a series circuit composed of an LD and a diode. 図５は、駆動電流の波形を概略的に示す図である。FIG. 5 is a diagram schematically showing the waveform of the drive current. 図６は、シミュレーションに用いたモデルを示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a model used for the simulation. 図７は、シミュレーションに用いたモデルを示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a model used for the simulation. 図８は、シミュレーションに用いたモデルを示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing a model used for the simulation. 図９（ａ）は、シミュレーションに用いたダイオードの電流−電圧特性を示すグラフである。図９（ｂ）は、シミュレーションに用いたダイオードの微分抵抗−電流特性を示すグラフである。FIG. 9A is a graph showing the current-voltage characteristics of the diode used in the simulation. FIG. 9B is a graph showing the differential resistance-current characteristics of the diode used in the simulation. 図１０は、シミュレーションに用いたＬＤドライバの出力波形を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an output waveform of the LD driver used in the simulation. 図１１は、シミュレーションにおいて算出された駆動電流の波形を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a waveform of the drive current calculated in the simulation. 図１２は、図１１における駆動電流の立ち上がり部分を拡大した図である。FIG. 12 is an enlarged view of the rising portion of the drive current in FIG. 図１３は、ＬＤ駆動回路の変形例を示す回路図である。FIG. 13 is a circuit diagram showing a modification of the LD drive circuit. 図１４は、従来のＬＤ駆動回路の例を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a conventional LD driving circuit.

符号の説明Explanation of symbols

１０Ａ，１０Ｂ…ＬＤ駆動回路、１４…ＬＤドライバ、１６…ダイオード、１８…分流回路、２０Ａ〜２０Ｃ…駆動回路モデル、Ｉｄ…駆動電流。
10A, 10B ... LD drive circuit, 14 ... LD driver, 16 ... diode, 18 ... shunt circuit, 20A to 20C ... drive circuit model, Id ... drive current.

Claims (3)

レーザダイオードと、
変調成分を含む駆動電流を前記レーザダイオードに供給するドライバ回路と、
前記ドライバ回路及び前記レーザダイオードの間に接続されたダイオードと、
前記レーザダイオード及び前記ダイオードに対して並列に存在する容量を含む分流回路と
を備え、
ローレベル及びハイレベルの前記駆動電流値それぞれに対応する前記ダイオードの微分抵抗値ＲＤＤｏｆｆ及びＲＤＤｏｎの比（ＲＤＤｏｆｆ／ＲＤＤｏｎ）が、ローレベル及びハイレベルの前記駆動電流値それぞれに対応する前記レーザダイオードの微分抵抗値ＲＬＤｏｆｆ及びＲＬＤｏｎの比（ＲＬＤｏｆｆ／ＲＬＤｏｎ）より大きいことを特徴とする、レーザダイオード駆動回路。 A laser diode;
A driver circuit for supplying a driving current including a modulation component to the laser diode;
A diode connected between the driver circuit and the laser diode;
A shunt circuit including a capacitor present in parallel with the laser diode, and
The ratio of the differential resistance values R DDoff and R DDon of the diodes corresponding to the low-level and high-level drive current values respectively (R DDoff / R DDon ) corresponds to the low-level and high-level drive current values, respectively. A laser diode drive circuit, wherein the differential resistance value R LDoff and R LDon of the laser diode is larger than a ratio (R LDoff / R LDon ). 前記分流回路が、前記容量と直列に接続された抵抗を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載のレーザダイオード駆動回路。   The laser diode driving circuit according to claim 1, wherein the shunt circuit further includes a resistor connected in series with the capacitor. 前記ダイオードと直列に接続された抵抗を更に含むことを特徴とする、請求項１に記載のレーザダイオード駆動回路。   The laser diode driving circuit according to claim 1, further comprising a resistor connected in series with the diode.
JP2007075326A 2007-03-22 2007-03-22 Laser diode driving circuit Pending JP2008235701A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007075326A JP2008235701A (en) 2007-03-22 2007-03-22 Laser diode driving circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007075326A JP2008235701A (en) 2007-03-22 2007-03-22 Laser diode driving circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008235701A true JP2008235701A (en) 2008-10-02

Family

ID=39908121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007075326A Pending JP2008235701A (en) 2007-03-22 2007-03-22 Laser diode driving circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008235701A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011040685A (en) * 2009-08-18 2011-02-24 Yokogawa Electric Corp Optical pulse generator, and optical pulse tester using the same
JP2015179436A (en) * 2014-03-19 2015-10-08 古河電気工業株式会社 Drive circuit of light-emitting element, light source device, and driving method of light-emitting element
US20150304039A1 (en) * 2014-04-21 2015-10-22 Arris Enterprises, Inc. Systems and methods for clip prevention in a catv network
WO2022258029A1 (en) * 2021-06-11 2022-12-15 华为技术有限公司 Photoelectric assembly, light source pool, photoelectric switching device, and control method for photoelectric assembly

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011040685A (en) * 2009-08-18 2011-02-24 Yokogawa Electric Corp Optical pulse generator, and optical pulse tester using the same
US8115913B2 (en) 2009-08-18 2012-02-14 Yokogawa Electric Corporation Light pulse generator and optical time domain reflectometer using the same
JP2015179436A (en) * 2014-03-19 2015-10-08 古河電気工業株式会社 Drive circuit of light-emitting element, light source device, and driving method of light-emitting element
US20150304039A1 (en) * 2014-04-21 2015-10-22 Arris Enterprises, Inc. Systems and methods for clip prevention in a catv network
US9531474B2 (en) * 2014-04-21 2016-12-27 Arris Enterprises, Inc. Systems and methods for clip prevention in a CATV network
AU2015250202B2 (en) * 2014-04-21 2017-05-25 Arris International Ip Ltd. Systems and methods for clip prevention in a CATV network
TWI595752B (en) * 2014-04-21 2017-08-11 艾銳勢企業公司 Systems and methods for clip prevention in a catv network
US11362734B2 (en) 2014-04-21 2022-06-14 Arris Enterprises Llc Systems and methods for optical modulation index calibration in a CATV network
WO2022258029A1 (en) * 2021-06-11 2022-12-15 华为技术有限公司 Photoelectric assembly, light source pool, photoelectric switching device, and control method for photoelectric assembly

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8457499B2 (en) Semiconductor laser drive device, semiconductor laser drive method, light transmission device, optical wiring module, and electronic device
US7907852B2 (en) Optical transmitter circuit
JP2016021458A (en) Driver circuit and optical communication device including the same
JP2008235701A (en) Laser diode driving circuit
US8705979B2 (en) LD driver with an improved falling edge of driving signal and optical transmitter providing the same
JP3636411B2 (en) Laser diode drive circuit and drive method
US10230214B2 (en) Circuit and method of operating a laser diode
US8358080B2 (en) Light emitting element driving circuit
US20040081212A1 (en) Electronic driver circuit for directly modulated semiconductor lasers
JP4754170B2 (en) Laser drive circuit and optical communication device
US20040174916A1 (en) Directly modulated optical module and method for driving semiconductor laser included therein
US7711021B2 (en) Laser driver circuit able to compensate a temperature dependence of the laser diode
EP0540331B1 (en) Electric field absorption light modulation driving apparatus and method
JP2009099803A (en) Laser diode drive circuit
JPH1051069A (en) Optical semiconductor device
JP4703312B2 (en) Nonlinear semiconductor optical device driving apparatus
JP2005116549A (en) Semiconductor laser drive circuit
JP2016171487A (en) Drive circuit
JP2018206954A (en) Drive circuit
JP2019033116A (en) Semiconductor optical integrated element
JP2006246389A (en) Optical transmitter
US8094694B2 (en) Operating a pulse laser diode
JP4790306B2 (en) Laser diode drive circuit
JP2007042809A (en) Light emitting element drive circuit and optical module
CN112470350A (en) High power high quality laser system and method