JP2646827B2 - 光出力安定化回路 - Google Patents
光出力安定化回路Info
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- JP2646827B2 JP2646827B2 JP26669290A JP26669290A JP2646827B2 JP 2646827 B2 JP2646827 B2 JP 2646827B2 JP 26669290 A JP26669290 A JP 26669290A JP 26669290 A JP26669290 A JP 26669290A JP 2646827 B2 JP2646827 B2 JP 2646827B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光通信システムの光源として半導体レーザを
用いたときの光出力安定化回路に関するものである。
用いたときの光出力安定化回路に関するものである。
光通信システムでは、小形，高効率，高出力，高速応
答性等により光源として半導体レーザが用いられるが閾
値電流が温度により大きく左右され光出力が不安定にな
る性質がある。
答性等により光源として半導体レーザが用いられるが閾
値電流が温度により大きく左右され光出力が不安定にな
る性質がある。
このため、半導体レーザの光出力の一部（以下、モニ
タ光と呼称する）をフオトダイオードなどの光電変換素
子によつて検出し、この検出出力の変化をバイアス電流
に負帰還し、光出力を安定化させている。
タ光と呼称する）をフオトダイオードなどの光電変換素
子によつて検出し、この検出出力の変化をバイアス電流
に負帰還し、光出力を安定化させている。
しかし、半導体レーザの波長が長波長帯（1.2μｍ〜
1.5μｍ）の場合光電変換素子としてゲルマニウムフオ
トダイオードを使用する場合が多い。このゲルマニウム
フオトダイオードは光入力の有無に関係なく流れる暗電
流が多く、しかも温度上昇に対し指数関数的に増大する
特性を持つ。すなわち、半導体レーザの周囲温度が上昇
すれば半導体レーザのモニタ光を光電変換するゲルマニ
ウムフオトダイオードの暗電流が増加するため、あたか
も光出力が増加したような状態となる。このため誤差増
幅回路は、バイアス電流重畳回路のバイアス電流を減少
する方向に制御する。したがつて、温度が上昇すると光
出力は減少する。逆に温度が低い場合にはゲルマニウム
フオトダイオードの暗電流は指数関数的に減少し、事実
上暗電流の影響は無視できる。
1.5μｍ）の場合光電変換素子としてゲルマニウムフオ
トダイオードを使用する場合が多い。このゲルマニウム
フオトダイオードは光入力の有無に関係なく流れる暗電
流が多く、しかも温度上昇に対し指数関数的に増大する
特性を持つ。すなわち、半導体レーザの周囲温度が上昇
すれば半導体レーザのモニタ光を光電変換するゲルマニ
ウムフオトダイオードの暗電流が増加するため、あたか
も光出力が増加したような状態となる。このため誤差増
幅回路は、バイアス電流重畳回路のバイアス電流を減少
する方向に制御する。したがつて、温度が上昇すると光
出力は減少する。逆に温度が低い場合にはゲルマニウム
フオトダイオードの暗電流は指数関数的に減少し、事実
上暗電流の影響は無視できる。
以上述べたように、長波長帯の半導体レーザの光出力
を安定化するには、何らかの温度補償回路が必要であ
る。
を安定化するには、何らかの温度補償回路が必要であ
る。
従来、この種の温度補償回路として、バイアス電流を
制御する誤差増幅回路の基準電圧にダイオードの温度特
性を利用して温度特性を持たせる方法があつた。
制御する誤差増幅回路の基準電圧にダイオードの温度特
性を利用して温度特性を持たせる方法があつた。
上述した従来の温度補償回路では、ダイオードの温度
係数とゲルマニウムフオトダイオードの温度係数を一致
させるための回路が必要であり、また、ゲルマニウムフ
オトダイオードの温度特性にバラツキがあるため、個々
に調整が必要となり調整も煩雑になるという課題があつ
た。
係数とゲルマニウムフオトダイオードの温度係数を一致
させるための回路が必要であり、また、ゲルマニウムフ
オトダイオードの温度特性にバラツキがあるため、個々
に調整が必要となり調整も煩雑になるという課題があつ
た。
本発明の光出力安定化回路は、電気パルス信号を入力
とするパルス信号電流駆動回路と、このパルス信号電流
駆動回路の出力に接続するバイアス電流重畳回路で駆動
される半導体レーザと、この半導体レーザからのモニタ
光を光電変換する第１の光電変換素子と、この第１の光
電変換素子の出力に接続する電流電圧変換回路と、この
電流電圧変換回路に接続し、その出力が上記バイアス電
流重畳回路のバイアス電流の大きさを制御する誤差増幅
回路で構成される光出力安定化回路において、上記電流
電圧変換回路と負電源に接続し逆バイアス電圧が加えら
れるとともに遮光された第２の光電変換素子を備え、上
記第１の光電変換素子の出力のうち上記正電源とは反対
側の出力と、上記第２の光電変換素子の出力のうち上記
負電源とは反対側の出力とは、上記電流電圧変換回路内
に設けられた抵抗に共通接続されて接地している。
とするパルス信号電流駆動回路と、このパルス信号電流
駆動回路の出力に接続するバイアス電流重畳回路で駆動
される半導体レーザと、この半導体レーザからのモニタ
光を光電変換する第１の光電変換素子と、この第１の光
電変換素子の出力に接続する電流電圧変換回路と、この
電流電圧変換回路に接続し、その出力が上記バイアス電
流重畳回路のバイアス電流の大きさを制御する誤差増幅
回路で構成される光出力安定化回路において、上記電流
電圧変換回路と負電源に接続し逆バイアス電圧が加えら
れるとともに遮光された第２の光電変換素子を備え、上
記第１の光電変換素子の出力のうち上記正電源とは反対
側の出力と、上記第２の光電変換素子の出力のうち上記
負電源とは反対側の出力とは、上記電流電圧変換回路内
に設けられた抵抗に共通接続されて接地している。
本発明においては、電流電圧変換回路に光電流だけを
流し、温度変化に対して暗電流の影響を除去し光出力を
安定化させる。
流し、温度変化に対して暗電流の影響を除去し光出力を
安定化させる。
以下、図面に基づき本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例の基本的構成を示すブロツ
ク図である。
ク図である。
この第１図において、１は電気パルス信号を入力とす
るパルス信号電流駆動回路、２はこのパルス信号電流駆
動回路１の出力に接続するバイアス電流重畳回路、３は
このバイアス電流重畳回路２で駆動される半導体レー
ザ、４はこの半導体レーザ３からのモニタ光を光電変換
する光電変換素子、５はこの光電変換素子４の出力に接
続する電流電圧変換回路、６はこの電流電圧変換回路５
に接続し，その出力がバイアス電流重畳回路２のバイア
ス電流の大きさを制御する誤差増幅回路、７は電流電圧
変換回路５と負電源に接続し逆バイアス電圧が加えられ
ている光電変換素子である。
るパルス信号電流駆動回路、２はこのパルス信号電流駆
動回路１の出力に接続するバイアス電流重畳回路、３は
このバイアス電流重畳回路２で駆動される半導体レー
ザ、４はこの半導体レーザ３からのモニタ光を光電変換
する光電変換素子、５はこの光電変換素子４の出力に接
続する電流電圧変換回路、６はこの電流電圧変換回路５
に接続し，その出力がバイアス電流重畳回路２のバイア
ス電流の大きさを制御する誤差増幅回路、７は電流電圧
変換回路５と負電源に接続し逆バイアス電圧が加えられ
ている光電変換素子である。
第２図は本発明の実施例の具体的構成を示すブロツク
図である。
図である。
本発明は、トランジスタTR1と抵抗R1からなるパルス
信号電流駆動回路１と、トランジスタTR2と抵抗R2から
なるバイアス電流重畳回路２と、長波長帯半導体レーザ
３と、ゲルマニウムフオトダイオードPD1からなる光電
変換素子４と、抵抗R3からなる電流電圧変換回路５と、
演算増幅器AMPからなる誤差増幅回路６およびゲルマニ
ウムフオトダイオードPD2からなる光電変換素子７で構
成される。
信号電流駆動回路１と、トランジスタTR2と抵抗R2から
なるバイアス電流重畳回路２と、長波長帯半導体レーザ
３と、ゲルマニウムフオトダイオードPD1からなる光電
変換素子４と、抵抗R3からなる電流電圧変換回路５と、
演算増幅器AMPからなる誤差増幅回路６およびゲルマニ
ウムフオトダイオードPD2からなる光電変換素子７で構
成される。
第３図はモニタ光検出部分を流れる電流の種類と方向
を示す説明図である。
を示す説明図である。
つぎに第１図および第２図に示す実施例の動作を第３
図を参照して説明する。
図を参照して説明する。
まず、光電変換素子４は正電源により、光電変換素子
７は負電源により各々同じ逆バイアス電圧が加えられて
いる。また、光電変換素子４には半導体レーザ３からの
モニタ光を入力するが、光電変換素子７には、光入力無
しとする。また、光電変換素子４および光電変換素子７
は、半導体レーザ３に比べ応答性が充分おそいものと
し、モニタ光の平均値（直流）を検出することができ
る。
７は負電源により各々同じ逆バイアス電圧が加えられて
いる。また、光電変換素子４には半導体レーザ３からの
モニタ光を入力するが、光電変換素子７には、光入力無
しとする。また、光電変換素子４および光電変換素子７
は、半導体レーザ３に比べ応答性が充分おそいものと
し、モニタ光の平均値（直流）を検出することができ
る。
つぎに、光電変換素子４が半導体レーザ３からのモニ
タ光を入力すると、この光電変換素子４にはその大きさ
（平均値）に比例した電流（以下、光電流と呼称する）
ISにモニタ光の有無に関係なく一定の値の暗電流ID1が
発生する。そして、光電流ISと暗電流ID1の和がモニタ
光の検出電流として第３図の実線Ａで示すように電流電
圧変換回路５に流れ込む。
タ光を入力すると、この光電変換素子４にはその大きさ
（平均値）に比例した電流（以下、光電流と呼称する）
ISにモニタ光の有無に関係なく一定の値の暗電流ID1が
発生する。そして、光電流ISと暗電流ID1の和がモニタ
光の検出電流として第３図の実線Ａで示すように電流電
圧変換回路５に流れ込む。
一方、光電変換素子７には暗電流ID2のみが発生し電
流電圧変換回路５から第３図の一点鎖線Ｂで示すように
流れ込む。ここで、もし、光電変換素子４と光電変換素
子７が同じ材料ならば、各々の暗電流ID1とID2の大きさ
は同じである。したがつて、暗電流ID1と暗電流ID2は電
流電圧変換回路５の中では互いに反対方向に流れるため
打ち消し合い電流電圧変換回路５に流れるのは光電流IS
のみとなる。したがつて、半導体レーザ周囲の温度変化
にかかわらず光出力を一定にすることができる。
流電圧変換回路５から第３図の一点鎖線Ｂで示すように
流れ込む。ここで、もし、光電変換素子４と光電変換素
子７が同じ材料ならば、各々の暗電流ID1とID2の大きさ
は同じである。したがつて、暗電流ID1と暗電流ID2は電
流電圧変換回路５の中では互いに反対方向に流れるため
打ち消し合い電流電圧変換回路５に流れるのは光電流IS
のみとなる。したがつて、半導体レーザ周囲の温度変化
にかかわらず光出力を一定にすることができる。
これについて詳記すれば、光電変換素子４であるゲル
マニウムフオトダイオードPD1には、正電源により逆バ
イアス電圧が加えられており、半導体レーザ３からのモ
ニタ光を入力すると光電流ISと暗電流ID1が発生する。
そして、両者の和、すなわち、IS＋ID1が第３図の実線
Ａで示すように、電流電圧変換回路５の抵抗R3を流れ電
圧を発生させる。一方、負電源により逆バイアス電圧を
加えられている光電変換素子７であるゲルマニウムフオ
トダイオードPD2にはモニタ光は入力されず、暗電流ID2
のみ第３図の一点鎖線Ｂで示すように流れている。
マニウムフオトダイオードPD1には、正電源により逆バ
イアス電圧が加えられており、半導体レーザ３からのモ
ニタ光を入力すると光電流ISと暗電流ID1が発生する。
そして、両者の和、すなわち、IS＋ID1が第３図の実線
Ａで示すように、電流電圧変換回路５の抵抗R3を流れ電
圧を発生させる。一方、負電源により逆バイアス電圧を
加えられている光電変換素子７であるゲルマニウムフオ
トダイオードPD2にはモニタ光は入力されず、暗電流ID2
のみ第３図の一点鎖線Ｂで示すように流れている。
そして、ゲルマニウムフオトダイオードPD1とPD2は同
一ロツト等の場合その特性は比較的一致しており、暗電
流の大きさや暗電流の温度特性もほぼ一致していると考
えられる。したがつて、暗電流ID1とID2は大きさが等し
くその温度特性も一致していると考えられる。
一ロツト等の場合その特性は比較的一致しており、暗電
流の大きさや暗電流の温度特性もほぼ一致していると考
えられる。したがつて、暗電流ID1とID2は大きさが等し
くその温度特性も一致していると考えられる。
電流電圧変換回路５における抵抗R3に流れる暗電流I
D1とID2は第３図の実線Ａおよび一点鎖線Ｂで示すよう
に流れる向きが逆となり、その大きさも等しいと考えら
れるため互いに打ち消し合い光電流ISのみが抵抗R3を流
れることになる。したがつて、半導体レーザ３の周囲温
度の変化にかかわらず光出力を一定にすることができ
る。
D1とID2は第３図の実線Ａおよび一点鎖線Ｂで示すよう
に流れる向きが逆となり、その大きさも等しいと考えら
れるため互いに打ち消し合い光電流ISのみが抵抗R3を流
れることになる。したがつて、半導体レーザ３の周囲温
度の変化にかかわらず光出力を一定にすることができ
る。
以上説明したように本発明は、電流電圧変換回路に光
電流だけを流すことができるので、温度変化に対して暗
電流の影響を除去し光出力を安定化させることができる
効果がある。
電流だけを流すことができるので、温度変化に対して暗
電流の影響を除去し光出力を安定化させることができる
効果がある。
第１図は本発明の一実施例の基本的構成を示すブロツク
図、第２図は本発明の実施例の具体的構成を示すブロツ
ク図、第３図はモニタ光検出部分を流れる電流の種類と
方向を示す説明図である。 １……パルス信号電流駆動回路、２……バイアス電流重
畳回路、３……半導体レーザ、４……光電変換素子、５
……電流電圧変換回路、６……誤差増幅回路、７……光
電変換素子。
図、第２図は本発明の実施例の具体的構成を示すブロツ
ク図、第３図はモニタ光検出部分を流れる電流の種類と
方向を示す説明図である。 １……パルス信号電流駆動回路、２……バイアス電流重
畳回路、３……半導体レーザ、４……光電変換素子、５
……電流電圧変換回路、６……誤差増幅回路、７……光
電変換素子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/14
Claims (1)
- 【請求項１】電気パルス信号を入力とするパルス信号電
流駆動回路と、このパルス信号電流駆動回路の出力に接
続するバイアス電流重畳回路で駆動される半導体レーザ
と、この半導体レーザからのモニタ光を光電変換する第
１の光電変換素子と、この第１の光電変換素子の出力に
接続する電流電圧変換回路と、この電流電圧変換回路に
接続し、その出力が前記バイアス電流重畳回路のバイア
ス電流の大きさを制御する誤差増幅回路で構成される光
出力安定化回路において、 前記電流電圧変換回路と負電源に接続し逆バイアス電圧
が加えられるとともに遮光された第２の光電変換素子を
備え、 前記第１の光電変換素子の出力のうち前記正電源とは反
対側の出力と、前記第２の光電変換素子の出力のうち前
記負電源とは反対側の出力とは、前記電流電圧変換回路
内に設けられた抵抗に共通接続されて接地していること
を特徴とする光出力安定化回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26669290A JP2646827B2 (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | 光出力安定化回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26669290A JP2646827B2 (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | 光出力安定化回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04144180A JPH04144180A (ja) | 1992-05-18 |
| JP2646827B2 true JP2646827B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=17434365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26669290A Expired - Lifetime JP2646827B2 (ja) | 1990-10-05 | 1990-10-05 | 光出力安定化回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2646827B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5577878U (ja) * | 1978-11-22 | 1980-05-29 |
-
1990
- 1990-10-05 JP JP26669290A patent/JP2646827B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04144180A (ja) | 1992-05-18 |
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