JP2626593B2 - 電子冷却付レーザーモジュールの駆動回路 - Google Patents
電子冷却付レーザーモジュールの駆動回路Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子冷却付レーザーモジ
ュールの駆動回路に関し、特に光通信システムを構成す
る光ファイバ増幅器や外部変調器の光源に用いられる電
子冷却付レーザーモジュールの駆動回路に関する。
ュールの駆動回路に関し、特に光通信システムを構成す
る光ファイバ増幅器や外部変調器の光源に用いられる電
子冷却付レーザーモジュールの駆動回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の電子冷却付レーザーモジュールの
駆動回路は、図7に示すように、半導体レーザー21,
半導体レーザー21の光出力をモニタするフォトダイオ
ード等でなる光電変換素子22,半導体レーザー21を
冷却するペルチェ素子等でなる電子冷却素子23,およ
び電子冷却素子23の温度をモニタするサーミスタ等で
なる温度検出素子24からなる電子冷却付レーザーモジ
ュールLMと、半導体レーザー21に直列に接続された
NPN型のパワートランジスタ等でなる電流制御素子2
5と、電流制御素子25のエミッタと電流源(−VCC)
との間に接続されたプルダウン抵抗26と、光電変換素
子22からの電流出力に基づいて電流制御素子25のベ
ース電圧を制御することにより半導体レーザー21の光
出力を一定に制御する光出力一定制御回路(Autom
atic Power Control circui
t;以下、APC回路と略記する)27と、電子冷却素
子23に直列に接続されたNPN型のパワートランジス
タ等でなる電流制御素子28と、電流制御素子28のエ
ミッタと電流源(−VCC)との間に接続されたプルダウ
ン抵抗29と、温度検出素子24からの電流出力に基づ
いて電流制御素子28のベース電圧を制御することによ
り電子冷却素子23の温度を一定に制御する温度一定制
御回路(Automatic Temperature
Control circuit;以下、ATC回路
と略記する)30とから構成されていた。
駆動回路は、図7に示すように、半導体レーザー21,
半導体レーザー21の光出力をモニタするフォトダイオ
ード等でなる光電変換素子22,半導体レーザー21を
冷却するペルチェ素子等でなる電子冷却素子23,およ
び電子冷却素子23の温度をモニタするサーミスタ等で
なる温度検出素子24からなる電子冷却付レーザーモジ
ュールLMと、半導体レーザー21に直列に接続された
NPN型のパワートランジスタ等でなる電流制御素子2
5と、電流制御素子25のエミッタと電流源(−VCC)
との間に接続されたプルダウン抵抗26と、光電変換素
子22からの電流出力に基づいて電流制御素子25のベ
ース電圧を制御することにより半導体レーザー21の光
出力を一定に制御する光出力一定制御回路(Autom
atic Power Control circui
t;以下、APC回路と略記する)27と、電子冷却素
子23に直列に接続されたNPN型のパワートランジス
タ等でなる電流制御素子28と、電流制御素子28のエ
ミッタと電流源(−VCC)との間に接続されたプルダウ
ン抵抗29と、温度検出素子24からの電流出力に基づ
いて電流制御素子28のベース電圧を制御することによ
り電子冷却素子23の温度を一定に制御する温度一定制
御回路(Automatic Temperature
Control circuit;以下、ATC回路
と略記する)30とから構成されていた。
【0003】このような従来の電子冷却付レーザーモジ
ュールの駆動回路では、電流駆動素子である半導体レー
ザー21および電子冷却素子23を駆動するため、AP
C回路27およびATC回路30は、光電変換素子22
および温度検出素子24により半導体レーザー21の光
出力および電子冷却素子23の温度をそれぞれモニタ
し、電流制御素子25および電流制御素子28を制御す
ることにより半導体レーザー21の光出力および電子冷
却素子23の温度をそれぞれ独立に制御していた。
ュールの駆動回路では、電流駆動素子である半導体レー
ザー21および電子冷却素子23を駆動するため、AP
C回路27およびATC回路30は、光電変換素子22
および温度検出素子24により半導体レーザー21の光
出力および電子冷却素子23の温度をそれぞれモニタ
し、電流制御素子25および電流制御素子28を制御す
ることにより半導体レーザー21の光出力および電子冷
却素子23の温度をそれぞれ独立に制御していた。
【0004】ところで、電子冷却付レーザーモジュール
の駆動回路は、光ファイバ増幅器の励起レーザーならび
に電気光学的光変調器および半導体吸収型変調器等の外
部変調器の連続光(Continuous Wave;
CW)光源に用いられるレーザーモジュールに適用され
る場合、半導体レーザー21および電子冷却素子23に
流す電流はそれぞれ最大で1A程度となっていた。
の駆動回路は、光ファイバ増幅器の励起レーザーならび
に電気光学的光変調器および半導体吸収型変調器等の外
部変調器の連続光(Continuous Wave;
CW)光源に用いられるレーザーモジュールに適用され
る場合、半導体レーザー21および電子冷却素子23に
流す電流はそれぞれ最大で1A程度となっていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電子冷
却付レーザーモジュールの駆動回路は、半導体レーザー
21の駆動回路と電子冷却素子23の駆動回路とが分割
構成されていたので、半導体レーザー21および電子冷
却素子23に別々の電流が流れることとなり、半導体レ
ーザー21および電子冷却素子23ともに最大1A程度
の電流を流すこととなって駆動回路全体での消費電力が
大きいという問題点があった。
却付レーザーモジュールの駆動回路は、半導体レーザー
21の駆動回路と電子冷却素子23の駆動回路とが分割
構成されていたので、半導体レーザー21および電子冷
却素子23に別々の電流が流れることとなり、半導体レ
ーザー21および電子冷却素子23ともに最大1A程度
の電流を流すこととなって駆動回路全体での消費電力が
大きいという問題点があった。
【0006】また、半導体レーザー21および電子冷却
素子23に流れる大電流を制御するための電流制御素子
25および電流制御素子28は、一般に電子冷却付レー
ザーモジュールLMの近隣に置かれるので、電流制御素
子25および電流制御素子28から発生する熱が電子冷
却付レーザーモジュールLMの冷却効率を低下させると
いう問題点があった。
素子23に流れる大電流を制御するための電流制御素子
25および電流制御素子28は、一般に電子冷却付レー
ザーモジュールLMの近隣に置かれるので、電流制御素
子25および電流制御素子28から発生する熱が電子冷
却付レーザーモジュールLMの冷却効率を低下させると
いう問題点があった。
【0007】本発明の目的は、上述の点に鑑み、半導体
レーザーと電子冷却素子とを電流源に対して直列に接続
することにより、最大消費電力を低減させるようにした
電子冷却付レーザーモジュールの駆動回路を提供するこ
とにある。
レーザーと電子冷却素子とを電流源に対して直列に接続
することにより、最大消費電力を低減させるようにした
電子冷却付レーザーモジュールの駆動回路を提供するこ
とにある。
【0008】本発明の他の目的は、半導体レーザーの光
出力の厳密な波長制御を要しない場合に用いて最大消費
電力をより簡易に低減させるようにした電子冷却付レー
ザーモジュールの駆動回路を提供することにある。
出力の厳密な波長制御を要しない場合に用いて最大消費
電力をより簡易に低減させるようにした電子冷却付レー
ザーモジュールの駆動回路を提供することにある。
【0009】なお、先行技術として、特開平3−600
87号公報に開示された「半導体レーザーの駆動回路」
があるが、この駆動回路は、半導体レーザーの直近に温
度検出素子を配置し、温度検出素子の検出信号によって
半導体レーザーのバイアス電流を制御するようにしたも
のにすぎず、本願発明のように電子冷却付レーザーモジ
ュールに係るものではない。
87号公報に開示された「半導体レーザーの駆動回路」
があるが、この駆動回路は、半導体レーザーの直近に温
度検出素子を配置し、温度検出素子の検出信号によって
半導体レーザーのバイアス電流を制御するようにしたも
のにすぎず、本願発明のように電子冷却付レーザーモジ
ュールに係るものではない。
【0010】また、他の先行技術として、特開平2−1
66780号公報に開示された「光送信器」があるが、
この光送信器は、レーザーダイオードの長寿命化と電子
冷却回路付レーザーダイオード駆動回路の低消費電力化
のために、信号入力がないときにレーザーダイオードの
発光を止めると同時に電子冷却回路の駆動を停止するよ
うにしたものであり、本願発明のように1つの電流源に
半導体レーザーと電子冷却素子とを直列に接続するよう
にしたものではない。
66780号公報に開示された「光送信器」があるが、
この光送信器は、レーザーダイオードの長寿命化と電子
冷却回路付レーザーダイオード駆動回路の低消費電力化
のために、信号入力がないときにレーザーダイオードの
発光を止めると同時に電子冷却回路の駆動を停止するよ
うにしたものであり、本願発明のように1つの電流源に
半導体レーザーと電子冷却素子とを直列に接続するよう
にしたものではない。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の電子冷却付レー
ザーモジュールの駆動回路は、半導体レーザーと、この
半導体レーザーの光出力をモニタする光電変換素子と、
前記半導体レーザーを冷却する電子冷却素子と、この電
子冷却素子の温度をモニタする温度検出素子とからなる
電子冷却付レーザーモジュールの駆動回路において、前
記光電変換素子の出力に基づいて制御電圧を出力する光
出力一定制御回路と、前記温度検出素子の出力に基づい
て制御電圧を出力する温度一定制御回路と、前記電子冷
却素子と前記半導体レーザーとの直列接続にさらに直列
に接続された第1の電流制御素子と、前記光出力一定制
御回路からの制御電圧および前記温度一定制御回路から
の制御電圧を入力して電圧値の大きい方の制御電圧を出
力し前記第1の電流制御素子を制御する選択回路と、前
記半導体レーザーに並列に接続された第2の電流制御素
子と、前記光出力一定制御回路からの制御電圧を入力し
前記選択回路からの非選択信号に基づいて前記第2の電
流制御素子を制御する第1の分流制御回路と、前記電子
冷却素子に並列に接続された第3の電流制御素子と、前
記温度一定制御回路からの制御電圧を入力し前記選択回
路からの非選択信号に基づいて前記第3の電流制御素子
を制御する第2の分流制御回路とを有する。
ザーモジュールの駆動回路は、半導体レーザーと、この
半導体レーザーの光出力をモニタする光電変換素子と、
前記半導体レーザーを冷却する電子冷却素子と、この電
子冷却素子の温度をモニタする温度検出素子とからなる
電子冷却付レーザーモジュールの駆動回路において、前
記光電変換素子の出力に基づいて制御電圧を出力する光
出力一定制御回路と、前記温度検出素子の出力に基づい
て制御電圧を出力する温度一定制御回路と、前記電子冷
却素子と前記半導体レーザーとの直列接続にさらに直列
に接続された第1の電流制御素子と、前記光出力一定制
御回路からの制御電圧および前記温度一定制御回路から
の制御電圧を入力して電圧値の大きい方の制御電圧を出
力し前記第1の電流制御素子を制御する選択回路と、前
記半導体レーザーに並列に接続された第2の電流制御素
子と、前記光出力一定制御回路からの制御電圧を入力し
前記選択回路からの非選択信号に基づいて前記第2の電
流制御素子を制御する第1の分流制御回路と、前記電子
冷却素子に並列に接続された第3の電流制御素子と、前
記温度一定制御回路からの制御電圧を入力し前記選択回
路からの非選択信号に基づいて前記第3の電流制御素子
を制御する第2の分流制御回路とを有する。
【0012】また、本発明の電子冷却付レーザーモジュ
ールの駆動回路は、半導体レーザーと、この半導体レー
ザーの光出力をモニタする光電変換素子と、前記半導体
レーザーを冷却する電子冷却素子と、この電子冷却素子
の温度をモニタする温度検出素子とからなる電子冷却付
レーザーモジュールの駆動回路において、前記光電変換
素子の出力に基づいて制御電圧を出力する光出力一定制
御回路と、前記温度検出素子の出力に基づいて制御電圧
を出力する温度一定制御回路と、前記電子冷却素子と前
記半導体レーザーとの直列接続にさらに直列に接続され
た第1の電流制御素子と、前記光出力一定制御回路から
の制御電圧および前記温度一定制御回路からの制御電圧
を入力して電圧値の大きい方の制御電圧を出力し前記第
1の電流制御素子を制御する選択回路と、前記半導体レ
ーザーに並列に接続された第2の電流制御素子と、前記
光出力一定制御回路からの制御電圧および前記選択回路
からの制御電圧を入力し制御電圧の電位差に基づいて前
記第2の電流制御素子を制御する第1の分流制御回路
と、前記電子冷却素子に並列に接続された第3の電流制
御素子と、前記温度一定制御回路からの制御電圧および
前記選択回路からの制御電圧を入力し制御電圧の電位差
に基づいて前記第3の電流制御素子を制御する第2の分
流制御回路とを有する。
ールの駆動回路は、半導体レーザーと、この半導体レー
ザーの光出力をモニタする光電変換素子と、前記半導体
レーザーを冷却する電子冷却素子と、この電子冷却素子
の温度をモニタする温度検出素子とからなる電子冷却付
レーザーモジュールの駆動回路において、前記光電変換
素子の出力に基づいて制御電圧を出力する光出力一定制
御回路と、前記温度検出素子の出力に基づいて制御電圧
を出力する温度一定制御回路と、前記電子冷却素子と前
記半導体レーザーとの直列接続にさらに直列に接続され
た第1の電流制御素子と、前記光出力一定制御回路から
の制御電圧および前記温度一定制御回路からの制御電圧
を入力して電圧値の大きい方の制御電圧を出力し前記第
1の電流制御素子を制御する選択回路と、前記半導体レ
ーザーに並列に接続された第2の電流制御素子と、前記
光出力一定制御回路からの制御電圧および前記選択回路
からの制御電圧を入力し制御電圧の電位差に基づいて前
記第2の電流制御素子を制御する第1の分流制御回路
と、前記電子冷却素子に並列に接続された第3の電流制
御素子と、前記温度一定制御回路からの制御電圧および
前記選択回路からの制御電圧を入力し制御電圧の電位差
に基づいて前記第3の電流制御素子を制御する第2の分
流制御回路とを有する。
【0013】さらに、本発明の電子冷却付レーザーモジ
ュールの駆動回路は、半導体レーザーと、この半導体レ
ーザーの光出力をモニタする光電変換素子と、前記半導
体レーザーを冷却する電子冷却素子と、この電子冷却素
子の温度をモニタする温度検出素子とからなる電子冷却
付レーザーモジュールの駆動回路において、前記光電変
換素子の出力に基づいて制御電圧を出力する光出力一定
制御回路と、前記温度検出素子の出力に基づいて制御電
圧を出力する温度一定制御回路と、前記電子冷却素子と
前記半導体レーザーとの直列接続にさらに直列に接続さ
れた第1の電流制御素子と、前記光出力一定制御回路か
らの制御電圧および前記温度一定制御回路からの制御電
圧を入力して電圧値の大きい方の制御電圧を出力し前記
第1の電流制御素子を制御する選択回路と、前記半導体
レーザーに並列に接続された第2の電流制御素子と、前
記光出力一定制御回路からの制御電圧を入力し前記選択
回路からの非選択信号に基づいて前記第2の電流制御素
子を制御する分流制御回路とを有する。
ュールの駆動回路は、半導体レーザーと、この半導体レ
ーザーの光出力をモニタする光電変換素子と、前記半導
体レーザーを冷却する電子冷却素子と、この電子冷却素
子の温度をモニタする温度検出素子とからなる電子冷却
付レーザーモジュールの駆動回路において、前記光電変
換素子の出力に基づいて制御電圧を出力する光出力一定
制御回路と、前記温度検出素子の出力に基づいて制御電
圧を出力する温度一定制御回路と、前記電子冷却素子と
前記半導体レーザーとの直列接続にさらに直列に接続さ
れた第1の電流制御素子と、前記光出力一定制御回路か
らの制御電圧および前記温度一定制御回路からの制御電
圧を入力して電圧値の大きい方の制御電圧を出力し前記
第1の電流制御素子を制御する選択回路と、前記半導体
レーザーに並列に接続された第2の電流制御素子と、前
記光出力一定制御回路からの制御電圧を入力し前記選択
回路からの非選択信号に基づいて前記第2の電流制御素
子を制御する分流制御回路とを有する。
【0014】さらにまた、本発明の電子冷却付レーザー
モジュールの駆動回路は、半導体レーザーと、この半導
体レーザーの光出力をモニタする光電変換素子と、前記
半導体レーザーを冷却する電子冷却素子と、この電子冷
却素子の温度をモニタする温度検出素子とからなる電子
冷却付レーザーモジュールの駆動回路において、前記光
電変換素子の出力に基づいて制御電圧を出力する光出力
一定制御回路と、前記温度検出素子の出力に基づいて制
御電圧を出力する温度一定制御回路と、前記電子冷却素
子と前記半導体レーザーとの直列接続にさらに直列に接
続された第1の電流制御素子と、前記光出力一定制御回
路からの制御電圧および前記温度一定制御回路からの制
御電圧を入力して電圧値の大きい方の制御電圧を出力し
前記第1の電流制御素子を制御する選択回路と、前記半
導体レーザーに並列に接続された第2の電流制御素子
と、前記光出力一定制御回路からの制御電圧および前記
選択回路からの制御電圧を入力し制御電圧の電位差に基
づいて前記第2の電流制御素子を制御する分流制御回路
とを有する。
モジュールの駆動回路は、半導体レーザーと、この半導
体レーザーの光出力をモニタする光電変換素子と、前記
半導体レーザーを冷却する電子冷却素子と、この電子冷
却素子の温度をモニタする温度検出素子とからなる電子
冷却付レーザーモジュールの駆動回路において、前記光
電変換素子の出力に基づいて制御電圧を出力する光出力
一定制御回路と、前記温度検出素子の出力に基づいて制
御電圧を出力する温度一定制御回路と、前記電子冷却素
子と前記半導体レーザーとの直列接続にさらに直列に接
続された第1の電流制御素子と、前記光出力一定制御回
路からの制御電圧および前記温度一定制御回路からの制
御電圧を入力して電圧値の大きい方の制御電圧を出力し
前記第1の電流制御素子を制御する選択回路と、前記半
導体レーザーに並列に接続された第2の電流制御素子
と、前記光出力一定制御回路からの制御電圧および前記
選択回路からの制御電圧を入力し制御電圧の電位差に基
づいて前記第2の電流制御素子を制御する分流制御回路
とを有する。
【0015】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して詳細に
説明する。
説明する。
【0016】図1は、本発明の第1実施例に係る電子冷
却付レーザーモジュールの駆動回路の構成を示す回路ブ
ロック図である。本実施例の電子冷却付レーザーモジュ
ールの駆動回路は、半導体レーザー1,半導体レーザ1
の光出力をモニタするフォトダイオード等でなる光電変
換素子2,半導体レーザー1に直列に接続され半導体レ
ーザー1を冷却するペルチェ素子等でなる電子冷却素子
3,および電子冷却素子3の温度をモニタするサーミス
タ等でなる温度検出素子4からなる電子冷却付レーザー
モジュールLMと、光電変換素子2からの電流出力に基
づいて制御電圧を出力するAPC回路5と、温度検出素
子4からの電流出力に基づいて制御電圧を出力するAT
C回路6と、電子冷却素子3と半導体レーザー1との直
列接続にさらに直列に接続されたNPN型のパワートラ
ンジスタ等でなる電流制御素子7と、電流制御素子7の
エミッタと電流源(−VCC)との間に接続されたプルダ
ウン抵抗8と、APC回路5からの制御電圧およびAT
C回路6からの制御電圧を入力して電圧値(絶対値)の
大きい方の制御電圧を出力して電流制御素子7のベース
に印加する選択回路9と、半導体レーザー1に並列に接
続された電界効果型トランジスタ(Field Eff
ect Transistor;以下、FETと略記す
る)等でなる電流制御素子11と、APC回路5からの
制御電圧を入力して選択回路9からの非選択信号に基づ
いて電流制御素子11を制御する分流制御回路12と、
電子冷却素子3に並列に接続されたFET等でなる電流
制御素子13と、ATC回路6からの制御電圧を入力し
て選択回路9からの非選択信号に基づいて電流制御素子
13を制御する分流制御回路14とから構成されてい
る。
却付レーザーモジュールの駆動回路の構成を示す回路ブ
ロック図である。本実施例の電子冷却付レーザーモジュ
ールの駆動回路は、半導体レーザー1,半導体レーザ1
の光出力をモニタするフォトダイオード等でなる光電変
換素子2,半導体レーザー1に直列に接続され半導体レ
ーザー1を冷却するペルチェ素子等でなる電子冷却素子
3,および電子冷却素子3の温度をモニタするサーミス
タ等でなる温度検出素子4からなる電子冷却付レーザー
モジュールLMと、光電変換素子2からの電流出力に基
づいて制御電圧を出力するAPC回路5と、温度検出素
子4からの電流出力に基づいて制御電圧を出力するAT
C回路6と、電子冷却素子3と半導体レーザー1との直
列接続にさらに直列に接続されたNPN型のパワートラ
ンジスタ等でなる電流制御素子7と、電流制御素子7の
エミッタと電流源(−VCC)との間に接続されたプルダ
ウン抵抗8と、APC回路5からの制御電圧およびAT
C回路6からの制御電圧を入力して電圧値(絶対値)の
大きい方の制御電圧を出力して電流制御素子7のベース
に印加する選択回路9と、半導体レーザー1に並列に接
続された電界効果型トランジスタ(Field Eff
ect Transistor;以下、FETと略記す
る)等でなる電流制御素子11と、APC回路5からの
制御電圧を入力して選択回路9からの非選択信号に基づ
いて電流制御素子11を制御する分流制御回路12と、
電子冷却素子3に並列に接続されたFET等でなる電流
制御素子13と、ATC回路6からの制御電圧を入力し
て選択回路9からの非選択信号に基づいて電流制御素子
13を制御する分流制御回路14とから構成されてい
る。
【0017】APC回路5は、電流/電圧変換回路(図
示せず)および反転増幅器(図示せず)から主要部が構
成され、光電変換素子2にて発生した光電流を電圧に変
換し、所定の光出力に相当する基準電圧との開きを収束
させるような制御電圧を出力する。
示せず)および反転増幅器(図示せず)から主要部が構
成され、光電変換素子2にて発生した光電流を電圧に変
換し、所定の光出力に相当する基準電圧との開きを収束
させるような制御電圧を出力する。
【0018】ATC回路6は、反転増幅器(図示せず)
から主要部が構成され、ある電源電圧−グランド電圧間
に温度検出素子4と抵抗(図示せず)とを直列に接続
し、所定の温度に相当する基準電圧との開きを収束させ
るような制御電圧を出力する。
から主要部が構成され、ある電源電圧−グランド電圧間
に温度検出素子4と抵抗(図示せず)とを直列に接続
し、所定の温度に相当する基準電圧との開きを収束させ
るような制御電圧を出力する。
【0019】選択回路9は、比較器(図示せず)から主
要部が構成され、APC回路5およびATC回路6から
の制御電圧をそれぞれ入力し、より多くの電流を必要と
する側の制御電圧、すなわち電圧値(絶対値)の大きい
方の制御電圧を選択して出力し、電流制御素子7に流す
電流を一定に制御する。さらに、選択回路9は、必要と
する電流が少ない側、すなわち選択されなかった制御電
圧側の分流制御回路12または14に非選択信号を送
り、分流制御回路12または14内のアナログスイッチ
(図示せず)をオンにする。
要部が構成され、APC回路5およびATC回路6から
の制御電圧をそれぞれ入力し、より多くの電流を必要と
する側の制御電圧、すなわち電圧値(絶対値)の大きい
方の制御電圧を選択して出力し、電流制御素子7に流す
電流を一定に制御する。さらに、選択回路9は、必要と
する電流が少ない側、すなわち選択されなかった制御電
圧側の分流制御回路12または14に非選択信号を送
り、分流制御回路12または14内のアナログスイッチ
(図示せず)をオンにする。
【0020】分流制御回路12は、反転増幅器(図示せ
ず)とアナログスイッチとから主要部が構成され、AP
C回路5からの制御電圧を入力し、選択回路9からの非
選択信号が入力されたときにアナログスイッチをオンと
して、半導体レーザー1に流す電流を電流制御素子11
を分流パスとして用いて制御する。
ず)とアナログスイッチとから主要部が構成され、AP
C回路5からの制御電圧を入力し、選択回路9からの非
選択信号が入力されたときにアナログスイッチをオンと
して、半導体レーザー1に流す電流を電流制御素子11
を分流パスとして用いて制御する。
【0021】分流制御回路14は、反転増幅器(図示せ
ず)とアナログスイッチとから主要部が構成され、AT
C回路6からの制御電圧を入力し、選択回路9からの非
選択信号が入力されたときにアナログスイッチをオンと
して、電子冷却素子3に流す電流を電流制御素子13を
分流パスとして用いて制御する。
ず)とアナログスイッチとから主要部が構成され、AT
C回路6からの制御電圧を入力し、選択回路9からの非
選択信号が入力されたときにアナログスイッチをオンと
して、電子冷却素子3に流す電流を電流制御素子13を
分流パスとして用いて制御する。
【0022】図2は、第1実施例の電子冷却付レーザー
モジュールの駆動回路において、半導体レーザー1に流
す電流I1 が電子冷却素子3に流す電流I2 より大きい
場合の等価回路を示す回路ブロック図である。
モジュールの駆動回路において、半導体レーザー1に流
す電流I1 が電子冷却素子3に流す電流I2 より大きい
場合の等価回路を示す回路ブロック図である。
【0023】図3は、第1実施例の電子冷却付レーザー
モジュールの駆動回路において、半導体レーザー1に流
す電流I1 が電子冷却素子3に流す電流I2 より小さい
場合の等価回路を示す回路ブロック図である。
モジュールの駆動回路において、半導体レーザー1に流
す電流I1 が電子冷却素子3に流す電流I2 より小さい
場合の等価回路を示す回路ブロック図である。
【0024】次に、このように構成された第1実施例の
電子冷却付レーザーモジュールの駆動回路の動作につい
て説明する。
電子冷却付レーザーモジュールの駆動回路の動作につい
て説明する。
【0025】(1) 周囲温度の低下により温度検出素
子4が所定の温度以下になったことを検出する場合(半
導体レーザー1に流す電流I1 が電子冷却素子3に流す
電流I2 より大きい場合)(図2参照)
子4が所定の温度以下になったことを検出する場合(半
導体レーザー1に流す電流I1 が電子冷却素子3に流す
電流I2 より大きい場合)(図2参照)
【0026】いま、光電変換素子2は、半導体レーザー
1の光出力を検出し、光出力に相当する電流出力をAP
C回路5に入力する。また、温度検出素子4は、電子冷
却素子3の温度に応じた抵抗値を示し、この抵抗値に応
じた電圧値をATC回路6に入力する。
1の光出力を検出し、光出力に相当する電流出力をAP
C回路5に入力する。また、温度検出素子4は、電子冷
却素子3の温度に応じた抵抗値を示し、この抵抗値に応
じた電圧値をATC回路6に入力する。
【0027】APC回路5は、光電変換素子2からの電
流出力に基づいて半導体レーザー1の光出力を一定にす
るような制御電圧V1 を出力する。また、ATC回路6
は、温度検出素子4からの出力に基づいて電子冷却素子
3の温度を一定にするような制御電圧V2 を出力する。
流出力に基づいて半導体レーザー1の光出力を一定にす
るような制御電圧V1 を出力する。また、ATC回路6
は、温度検出素子4からの出力に基づいて電子冷却素子
3の温度を一定にするような制御電圧V2 を出力する。
【0028】選択回路9は、APC回路5からの制御電
圧V1 およびATC回路6からの制御電圧V2 を入力し
て、いま電圧値(絶対値)の大きい方の制御電圧V1 を
選択して出力し、電流制御素子7のベースに印加する。
これにより、電流制御素子7には、半導体レーザー1が
所定の光出力を発生するような電流I1 が流れる。
圧V1 およびATC回路6からの制御電圧V2 を入力し
て、いま電圧値(絶対値)の大きい方の制御電圧V1 を
選択して出力し、電流制御素子7のベースに印加する。
これにより、電流制御素子7には、半導体レーザー1が
所定の光出力を発生するような電流I1 が流れる。
【0029】また、選択回路9は、選択されなかった側
の分流制御回路14に非選択信号を出力する。非選択信
号を受けた分流制御回路14は、アナログスイッチをオ
ンして、電流制御素子13のゲートに制御電圧V3 を印
加して自身に電流I1 −I2が流れるように制御し、電
子冷却素子3に流れる電流を所定の温度に相当する電流
I2 に制御する。
の分流制御回路14に非選択信号を出力する。非選択信
号を受けた分流制御回路14は、アナログスイッチをオ
ンして、電流制御素子13のゲートに制御電圧V3 を印
加して自身に電流I1 −I2が流れるように制御し、電
子冷却素子3に流れる電流を所定の温度に相当する電流
I2 に制御する。
【0030】(2) 周囲温度の上昇により温度検出素
子4が所定の温度以上になったことを検出する場合(半
導体レーザー1に流す電流I1 が電子冷却素子3に流す
電流I2 より小さい場合)(図3参照)
子4が所定の温度以上になったことを検出する場合(半
導体レーザー1に流す電流I1 が電子冷却素子3に流す
電流I2 より小さい場合)(図3参照)
【0031】いま、光電変換素子2は、半導体レーザー
1の光出力を検出し、光出力に相当する電流出力をAP
C回路5に入力する。また、温度検出素子4は、電子冷
却素子3の温度に応じた抵抗値を示し、この抵抗値に応
じた電圧値をATC回路6に入力する。
1の光出力を検出し、光出力に相当する電流出力をAP
C回路5に入力する。また、温度検出素子4は、電子冷
却素子3の温度に応じた抵抗値を示し、この抵抗値に応
じた電圧値をATC回路6に入力する。
【0032】APC回路5は、光電変換素子2からの電
流出力に基づいて半導体レーザー1の光出力を一定にす
るような制御電圧V1 を出力する。また、ATC回路6
は、温度検出素子4からの出力に基づいて電子冷却素子
3の温度を一定にするような制御電圧V2 を出力する。
流出力に基づいて半導体レーザー1の光出力を一定にす
るような制御電圧V1 を出力する。また、ATC回路6
は、温度検出素子4からの出力に基づいて電子冷却素子
3の温度を一定にするような制御電圧V2 を出力する。
【0033】選択回路9は、APC回路5からの制御電
圧V1 およびATC回路6からの制御電圧V2 を入力し
て、いま電圧値(絶対値)の大きい方の制御電圧V2 を
選択して出力し、電流制御素子7のベースに印加する。
これにより、電流制御素子7には、電子冷却素子3が所
定の温度となるような電流I2 が流れる。
圧V1 およびATC回路6からの制御電圧V2 を入力し
て、いま電圧値(絶対値)の大きい方の制御電圧V2 を
選択して出力し、電流制御素子7のベースに印加する。
これにより、電流制御素子7には、電子冷却素子3が所
定の温度となるような電流I2 が流れる。
【0034】また、選択回路9は、選択されなかった側
の分流制御回路12に非選択信号を出力する。非選択信
号を受けた分流制御回路12は、アナログスイッチをオ
ンして、電流制御素子11のゲートに制御電圧V4 を印
加して自身に電流I2 −I1が流れるように制御し、半
導体レーザー1に流れる電流を所定の光出力に相当する
電流I1 に制御する。
の分流制御回路12に非選択信号を出力する。非選択信
号を受けた分流制御回路12は、アナログスイッチをオ
ンして、電流制御素子11のゲートに制御電圧V4 を印
加して自身に電流I2 −I1が流れるように制御し、半
導体レーザー1に流れる電流を所定の光出力に相当する
電流I1 に制御する。
【0035】図4は、本発明の第2実施例に係る電子冷
却付レーザーモジュールの駆動回路の構成を示す回路ブ
ロック図である。本実施例の電子冷却付レーザーモジュ
ールの駆動回路は、図1に示した第1実施例の電子冷却
付レーザーモジュールの駆動回路においては選択回路9
から分流制御回路12および分流制御回路14に非選択
信号を出力するようにしていたのに代えて、選択回路9
からの制御電圧を分流制御回路12および分流制御回路
14に入力し、分流制御回路12および分流制御回路1
4内でAPC回路5からの制御電圧と選択回路9からの
制御電圧との電位差およびATC回路6からの制御電圧
と選択回路9からの制御電圧との電位差に基づいて電流
制御素子11および電流制御素子13を制御するように
したものである。したがって、第1実施例の電子冷却付
レーザーモジュールの駆動回路における部分と対応する
部分には同一の符号を付して、それらの詳しい説明を省
略する。なお、分流制御回路12および分流制御回路1
4内にアナログスイッチが不要になることはもちろんで
ある。
却付レーザーモジュールの駆動回路の構成を示す回路ブ
ロック図である。本実施例の電子冷却付レーザーモジュ
ールの駆動回路は、図1に示した第1実施例の電子冷却
付レーザーモジュールの駆動回路においては選択回路9
から分流制御回路12および分流制御回路14に非選択
信号を出力するようにしていたのに代えて、選択回路9
からの制御電圧を分流制御回路12および分流制御回路
14に入力し、分流制御回路12および分流制御回路1
4内でAPC回路5からの制御電圧と選択回路9からの
制御電圧との電位差およびATC回路6からの制御電圧
と選択回路9からの制御電圧との電位差に基づいて電流
制御素子11および電流制御素子13を制御するように
したものである。したがって、第1実施例の電子冷却付
レーザーモジュールの駆動回路における部分と対応する
部分には同一の符号を付して、それらの詳しい説明を省
略する。なお、分流制御回路12および分流制御回路1
4内にアナログスイッチが不要になることはもちろんで
ある。
【0036】このように構成された第2実施例の電子冷
却付レーザーモジュールの駆動回路でも、第1実施例の
電子冷却付レーザーモジュールの駆動回路とほぼ同様の
作用および効果が得られることはいうまでもない。
却付レーザーモジュールの駆動回路でも、第1実施例の
電子冷却付レーザーモジュールの駆動回路とほぼ同様の
作用および効果が得られることはいうまでもない。
【0037】図5は、半導体レーザー1の光出力の厳密
な波長精度を必要としない場合に用いられる本発明の第
3実施例に係る電子冷却付レーザーモジュールの駆動回
路の構成を示す回路ブロック図である。本実施例の電子
冷却付レーザーモジュールの駆動回路は、図1に示した
第1実施例の電子冷却付レーザーモジュールの駆動回路
から、電流制御素子13および分流制御回路14を取り
除くようにしたものである。したがって、第1実施例の
電子冷却付レーザーモジュールの駆動回路における部分
と対応する部分には同一の符号を付して、それらの詳し
い説明を省略する。
な波長精度を必要としない場合に用いられる本発明の第
3実施例に係る電子冷却付レーザーモジュールの駆動回
路の構成を示す回路ブロック図である。本実施例の電子
冷却付レーザーモジュールの駆動回路は、図1に示した
第1実施例の電子冷却付レーザーモジュールの駆動回路
から、電流制御素子13および分流制御回路14を取り
除くようにしたものである。したがって、第1実施例の
電子冷却付レーザーモジュールの駆動回路における部分
と対応する部分には同一の符号を付して、それらの詳し
い説明を省略する。
【0038】このように構成された第3実施例の電子冷
却付レーザーモジュールの駆動回路では、半導体レーザ
ー1に流れる電流が電子冷却素子3に流れる電流よりも
大きい場合でも、電子冷却素子3に半導体レーザー1に
流れる電流が流れることになるので、電子冷却素子3が
過冷却されて半導体レーザー1の光出力の波長が長くな
るおそれがあるが、厳密な波長精度を必要としないため
に許容されることになる。
却付レーザーモジュールの駆動回路では、半導体レーザ
ー1に流れる電流が電子冷却素子3に流れる電流よりも
大きい場合でも、電子冷却素子3に半導体レーザー1に
流れる電流が流れることになるので、電子冷却素子3が
過冷却されて半導体レーザー1の光出力の波長が長くな
るおそれがあるが、厳密な波長精度を必要としないため
に許容されることになる。
【0039】図6は、半導体レーザー1の光出力の厳密
な波長精度を必要としない場合に用いられる本発明の第
4実施例に係る電子冷却付レーザーモジュールの駆動回
路の構成を示す回路ブロック図である。本実施例の電子
冷却付レーザーモジュールの駆動回路は、図4に示した
第2実施例の電子冷却付レーザーモジュールの駆動回路
から、電流制御素子13および分流制御回路14を取り
除くようにしたものである。したがって、第2実施例の
電子冷却付レーザーモジュールの駆動回路における部分
と対応する部分には同一の符号を付して、それらの詳し
い説明を省略する。
な波長精度を必要としない場合に用いられる本発明の第
4実施例に係る電子冷却付レーザーモジュールの駆動回
路の構成を示す回路ブロック図である。本実施例の電子
冷却付レーザーモジュールの駆動回路は、図4に示した
第2実施例の電子冷却付レーザーモジュールの駆動回路
から、電流制御素子13および分流制御回路14を取り
除くようにしたものである。したがって、第2実施例の
電子冷却付レーザーモジュールの駆動回路における部分
と対応する部分には同一の符号を付して、それらの詳し
い説明を省略する。
【0040】このように構成された第4実施例の電子冷
却付レーザーモジュールの駆動回路では、第3実施例の
電子冷却付レーザーモジュールの駆動回路とほぼ同様の
作用および効果が得られることはいうまでもない。
却付レーザーモジュールの駆動回路では、第3実施例の
電子冷却付レーザーモジュールの駆動回路とほぼ同様の
作用および効果が得られることはいうまでもない。
【0041】なお、上記各実施例では、半導体レーザー
1を電流源(−VCC)側に、電子冷却素子3をグランド
側にして直列に接続するように図示したが、半導体レー
ザー1をグランド側に、電子冷却素子3を電流源(−V
CC)側に接続するようにしてもよいことはもちろんであ
る。
1を電流源(−VCC)側に、電子冷却素子3をグランド
側にして直列に接続するように図示したが、半導体レー
ザー1をグランド側に、電子冷却素子3を電流源(−V
CC)側に接続するようにしてもよいことはもちろんであ
る。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、光出力一
定制御回路,温度一定制御回路,第1の電流制御素子,
選択回路,第2の電流制御素子,第1の分流制御回路,
第3の電流制御素子および第2の分流制御回路を設け、
半導体レーザーと電子冷却素子とを電流源に対して直列
に接続して制御するようにしたことにより、従来の駆動
回路にて用いていた2つの電流源を1つの電流源とする
ことができ、最大消費電力を大幅に低減させることがで
きるという効果がある。
定制御回路,温度一定制御回路,第1の電流制御素子,
選択回路,第2の電流制御素子,第1の分流制御回路,
第3の電流制御素子および第2の分流制御回路を設け、
半導体レーザーと電子冷却素子とを電流源に対して直列
に接続して制御するようにしたことにより、従来の駆動
回路にて用いていた2つの電流源を1つの電流源とする
ことができ、最大消費電力を大幅に低減させることがで
きるという効果がある。
【0043】また、光出力一定制御回路,温度一定制御
回路,第1の電流制御素子,選択回路,第2の電流制御
素子および分流制御回路を設け、半導体レーザーと電子
冷却素子とを電流源に対して直列に接続して制御するよ
うにしたことにより、従来の駆動回路にて用いていた2
つの電流源を1つの電流源とすることができ、半導体レ
ーザーの光出力の厳密な波長制御を要しない場合に最大
消費電力をより簡易に低減させることができるという効
果がある。
回路,第1の電流制御素子,選択回路,第2の電流制御
素子および分流制御回路を設け、半導体レーザーと電子
冷却素子とを電流源に対して直列に接続して制御するよ
うにしたことにより、従来の駆動回路にて用いていた2
つの電流源を1つの電流源とすることができ、半導体レ
ーザーの光出力の厳密な波長制御を要しない場合に最大
消費電力をより簡易に低減させることができるという効
果がある。
【図1】本発明の第1実施例に係る電子冷却付レーザー
モジュールの駆動回路の構成を示す回路ブロック図であ
る。
モジュールの駆動回路の構成を示す回路ブロック図であ
る。
【図2】第1実施例の電子冷却付レーザーモジュールの
駆動回路において、半導体レーザーに流す電流が電子冷
却素子に流す電流より大きい場合の等価回路を示す回路
ブロック図である。
駆動回路において、半導体レーザーに流す電流が電子冷
却素子に流す電流より大きい場合の等価回路を示す回路
ブロック図である。
【図3】第1実施例の電子冷却付レーザーモジュールの
駆動回路において、半導体レーザーに流す電流が電子冷
却素子に流す電流より小さい場合の等価回路を示す回路
ブロック図である。
駆動回路において、半導体レーザーに流す電流が電子冷
却素子に流す電流より小さい場合の等価回路を示す回路
ブロック図である。
【図4】本発明の第2実施例に係る電子冷却付レーザー
モジュールの駆動回路の構成を示す回路ブロック図であ
る。
モジュールの駆動回路の構成を示す回路ブロック図であ
る。
【図5】本発明の第3実施例に係る電子冷却付レーザー
モジュールの駆動回路の構成を示す回路ブロック図であ
る。
モジュールの駆動回路の構成を示す回路ブロック図であ
る。
【図6】本発明の第4実施例に係る電子冷却付レーザー
モジュールの駆動回路の構成を示す回路ブロック図であ
る。
モジュールの駆動回路の構成を示す回路ブロック図であ
る。
【図7】従来の電子冷却付レーザーモジュールの駆動回
路の構成を示すブロック図である。
路の構成を示すブロック図である。
1 半導体レーザー 2 光電変換素子 3 電子冷却素子 4 温度検出素子 5 APC回路 6 ATC回路 7 電流制御素子(第1の電流制御素子) 8 プルダウン抵抗 9 選択回路 11 電流制御素子(第2の電流制御素子) 12 分流制御回路(第1の分流制御回路) 13 電流制御素子(第3の電流制御素子) 14 分流制御回路(第2の分流制御回路) LM 電子冷却付レーザーモジュール
Claims (7)
- 【請求項1】 半導体レーザーと、この半導体レーザー
の光出力をモニタする光電変換素子と、前記半導体レー
ザーを冷却する電子冷却素子と、この電子冷却素子の温
度をモニタする温度検出素子とからなる電子冷却付レー
ザーモジュールの駆動回路において、 前記光電変換素子の出力に基づいて制御電圧を出力する
光出力一定制御回路と、 前記温度検出素子の出力に基づいて制御電圧を出力する
温度一定制御回路と、 前記電子冷却素子と前記半導体レーザーとの直列接続に
さらに直列に接続された第1の電流制御素子と、 前記光出力一定制御回路からの制御電圧および前記温度
一定制御回路からの制御電圧を入力して電圧値の大きい
方の制御電圧を出力し前記第1の電流制御素子を制御す
る選択回路と、 前記半導体レーザーに並列に接続された第2の電流制御
素子と、 前記光出力一定制御回路からの制御電圧を入力し前記選
択回路からの非選択信号に基づいて前記第2の電流制御
素子を制御する第1の分流制御回路と、 前記電子冷却素子に並列に接続された第3の電流制御素
子と、 前記温度一定制御回路からの制御電圧を入力し前記選択
回路からの非選択信号に基づいて前記第3の電流制御素
子を制御する第2の分流制御回路とを有することを特徴
とする電子冷却付レーザーモジュールの駆動回路。 - 【請求項2】 半導体レーザーと、この半導体レーザー
の光出力をモニタする光電変換素子と、前記半導体レー
ザーを冷却する電子冷却素子と、この電子冷却素子の温
度をモニタする温度検出素子とからなる電子冷却付レー
ザーモジュールの駆動回路において、 前記光電変換素子の出力に基づいて制御電圧を出力する
光出力一定制御回路と、 前記温度検出素子の出力に基づいて制御電圧を出力する
温度一定制御回路と、 前記電子冷却素子と前記半導体レーザーとの直列接続に
さらに直列に接続された第1の電流制御素子と、 前記光出力一定制御回路からの制御電圧および前記温度
一定制御回路からの制御電圧を入力して電圧値の大きい
方の制御電圧を出力し前記第1の電流制御素子を制御す
る選択回路と、 前記半導体レーザーに並列に接続された第2の電流制御
素子と、 前記光出力一定制御回路からの制御電圧および前記選択
回路からの制御電圧を入力し制御電圧の電位差に基づい
て前記第2の電流制御素子を制御する第1の分流制御回
路と、 前記電子冷却素子に並列に接続された第3の電流制御素
子と、 前記温度一定制御回路からの制御電圧および前記選択回
路からの制御電圧を入力し制御電圧の電位差に基づいて
前記第3の電流制御素子を制御する第2の分流制御回路
とを有することを特徴とする電子冷却付レーザーモジュ
ールの駆動回路。 - 【請求項3】 半導体レーザーと、この半導体レーザー
の光出力をモニタする光電変換素子と、前記半導体レー
ザーを冷却する電子冷却素子と、この電子冷却素子の温
度をモニタする温度検出素子とからなる電子冷却付レー
ザーモジュールの駆動回路において、 前記光電変換素子の出力に基づいて制御電圧を出力する
光出力一定制御回路と、 前記温度検出素子の出力に基づいて制御電圧を出力する
温度一定制御回路と、 前記電子冷却素子と前記半導体レーザーとの直列接続に
さらに直列に接続された第1の電流制御素子と、 前記光出力一定制御回路からの制御電圧および前記温度
一定制御回路からの制御電圧を入力して電圧値の大きい
方の制御電圧を出力し前記第1の電流制御素子を制御す
る選択回路と、 前記半導体レーザーに並列に接続された第2の電流制御
素子と、 前記光出力一定制御回路からの制御電圧を入力し前記選
択回路からの非選択信号に基づいて前記第2の電流制御
素子を制御する分流制御回路とを有することを特徴とす
る電子冷却付レーザーモジュールの駆動回路。 - 【請求項4】 半導体レーザーと、この半導体レーザー
の光出力をモニタする光電変換素子と、前記半導体レー
ザーを冷却する電子冷却素子と、この電子冷却素子の温
度をモニタする温度検出素子とからなる電子冷却付レー
ザーモジュールの駆動回路において、 前記光電変換素子の出力に基づいて制御電圧を出力する
光出力一定制御回路と、 前記温度検出素子の出力に基づいて制御電圧を出力する
温度一定制御回路と、 前記電子冷却素子と前記半導体レーザーとの直列接続に
さらに直列に接続された第1の電流制御素子と、 前記光出力一定制御回路からの制御電圧および前記温度
一定制御回路からの制御電圧を入力して電圧値の大きい
方の制御電圧を出力し前記第1の電流制御素子を制御す
る選択回路と、 前記半導体レーザーに並列に接続された第2の電流制御
素子と、 前記光出力一定制御回路からの制御電圧および前記選択
回路からの制御電圧を入力し制御電圧の電位差に基づい
て前記第2の電流制御素子を制御する分流制御回路とを
有することを特徴とする電子冷却付レーザーモジュール
の駆動回路。 - 【請求項5】 前記第1の電流制御素子が、パワートラ
ンジスタでなる請求項1ないし4記載の電子冷却付レー
ザーモジュールの駆動回路。 - 【請求項6】 前記第2の電流制御素子が、電界効果型
トランジスタでなる請求項1ないし4記載の電子冷却付
レーザーモジュールの駆動回路。 - 【請求項7】 前記第3の電流制御素子が、電界効果型
トランジスタでなる請求項1または2記載の電子冷却付
レーザーモジュールの駆動回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30440894A JP2626593B2 (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | 電子冷却付レーザーモジュールの駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30440894A JP2626593B2 (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | 電子冷却付レーザーモジュールの駆動回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08139396A JPH08139396A (ja) | 1996-05-31 |
JP2626593B2 true JP2626593B2 (ja) | 1997-07-02 |
Family
ID=17932654
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30440894A Expired - Lifetime JP2626593B2 (ja) | 1994-11-14 | 1994-11-14 | 電子冷却付レーザーモジュールの駆動回路 |
Country Status (1)
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---|---|
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Families Citing this family (4)
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---|---|---|---|---|
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JP2007019119A (ja) * | 2005-07-06 | 2007-01-25 | Opnext Japan Inc | 光送受信モジュール |
KR100754391B1 (ko) * | 2005-12-24 | 2007-08-31 | 삼성전자주식회사 | 온도 제어 장치를 갖는 발광소자 |
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1994
- 1994-11-14 JP JP30440894A patent/JP2626593B2/ja not_active Expired - Lifetime
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