JP2830794B2 - Optical transmission circuit - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光信号を送出する
光送信回路に係わり、特に送出する光信号の波長の安定
化を図った光送信回路に関する。The present invention relates to an optical transmission circuit for transmitting an optical signal, and more particularly to an optical transmission circuit for stabilizing the wavelength of an optical signal to be transmitted.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光通信では、情報を伝送するために用い
る光の波長を高い精度で一定に保つ必要がある。特に、
波長の異なる複数の光信号を波長多重して伝送する場合
には、それぞれの光信号の波長が高い精度で安定してい
なれば、多重化された光を的確に分離することができな
くなる。通常、半導体レーザダイオードによって光信号
を出力しているが、半導体レーザダイオードの発振波長
は、それ自体の温度によって変動してしまう。また、半
導体レーザダイオードは、その発光量が多くなればなる
ほど温度が上昇する。そこで、半導体レーザダイオード
周辺の温度をサーミスタ等の温度センサで測定し、測定
された温度が一定になるようにペルチェ素子などの冷却
装置で半導体レーザダイオードを冷却することが行われ
ている。2. Description of the Related Art In optical communication, it is necessary to keep the wavelength of light used for transmitting information constant with high accuracy. Especially,
When a plurality of optical signals having different wavelengths are wavelength-multiplexed and transmitted, if the wavelengths of the respective optical signals are not stable with high accuracy, the multiplexed light cannot be accurately separated. Normally, an optical signal is output by a semiconductor laser diode, but the oscillation wavelength of the semiconductor laser diode fluctuates depending on its own temperature. Further, the temperature of the semiconductor laser diode rises as the amount of light emission increases. Therefore, the temperature around the semiconductor laser diode is measured by a temperature sensor such as a thermistor, and the semiconductor laser diode is cooled by a cooling device such as a Peltier element so that the measured temperature becomes constant.
【０００３】図２は、従来から使用されている冷却装置
を備えた光送信回路の構成の概要を表わしたものであ
る。冷却型発光モジュール１０１は、光信号を出力する
半導体レーザ１０２と、発光強度を検出するフォトダイ
オード１０３と、温度の検出を行うサーミスタ１０４
と、半導体レーザの冷却を行う電子冷却素子１０５とか
ら構成される。これらの素子は、図示しないモジュール
本体の中に収容されている。モジュール本体の内部は所
定の熱抵抗を有する空気あるいは所定の媒質で充填され
ている。ここでは、電子冷却素子１０５としてペルチェ
素子を用いている。FIG. 2 shows an outline of the configuration of an optical transmission circuit provided with a cooling device conventionally used. The cooling type light emitting module 101 includes a semiconductor laser 102 for outputting an optical signal, a photodiode 103 for detecting light emission intensity, and a thermistor 104 for detecting temperature.
And an electronic cooling element 105 for cooling the semiconductor laser. These elements are housed in a module body (not shown). The inside of the module body is filled with air having a predetermined thermal resistance or a predetermined medium. Here, a Peltier element is used as the electronic cooling element 105.
【０００４】半導体レーザ駆動回路１０７は、半導体レ
ーザ１０２を駆動するための駆動電流１０８を出力する
回路である。半導体レーザ駆動回路１０７は、入力され
る変調信号１０９に従って半導体レーザ１０２の“オ
ン”、“オフ”を制御する。さらに、フォトダイオード
１０３からの電流信号１１１のピーク値が一定になるよ
うに、駆動電流１０８の大きさを制御するようになって
いる。これにより、半導体レーザ１０２から出力される
光の光強度のピーク値が一定の大きさになる。[0004] The semiconductor laser drive circuit 107 is a circuit for outputting a drive current 108 for driving the semiconductor laser 102. The semiconductor laser drive circuit 107 controls “on” and “off” of the semiconductor laser 102 according to the input modulation signal 109. In addition, a photodiode
The magnitude of the drive current 108 is controlled so that the peak value of the current signal 111 from the 103 becomes constant. As a result, the peak value of the light intensity of the light output from the semiconductor laser 102 becomes constant.
【０００５】電子冷却素子駆動回路１１２は、電子冷却
素子１０５にその駆動電流１１３を供給する回路であ
る。温度検出回路１１４はサーミスタ１０４の内部抵抗
の変化を基に、サーミスタ１０４の配置された位置での
温度を求めて温度検出信号１１５を出力する回路であ
る。冷却量調整回路１１６は、温度検出回路１１４から
の温度検出信号１１５の値と所定の基準電圧１１７とを
比較し、その差に応じて電子冷却素子駆動回路１１２の
出力する駆動電流１１３の大きさを変更する回路であ
る。サーミスタ１０４で検出される温度が所定の温度に
なるように電子冷却素子１０５による冷却量が冷却量調
整回路１１６で調整される。The electronic cooling element driving circuit 112 is a circuit for supplying a driving current 113 to the electronic cooling element 105. The temperature detection circuit 114 is a circuit that obtains a temperature at a position where the thermistor 104 is disposed, based on a change in the internal resistance of the thermistor 104, and outputs a temperature detection signal 115. The cooling amount adjustment circuit 116 compares the value of the temperature detection signal 115 from the temperature detection circuit 114 with a predetermined reference voltage 117, and determines the magnitude of the drive current 113 output from the electronic cooling element drive circuit 112 according to the difference. Is a circuit that changes The cooling amount by the electronic cooling element 105 is adjusted by the cooling amount adjusting circuit 116 so that the temperature detected by the thermistor 104 becomes a predetermined temperature.
【０００６】このように電子冷却素子によって半導体レ
ーザを冷却することによって、半導体レーザの温度の変
動を抑え、その発振波長を安定化させている。As described above, by cooling the semiconductor laser by the electronic cooling element, the fluctuation of the temperature of the semiconductor laser is suppressed, and the oscillation wavelength is stabilized.
【０００７】特開昭５８−４３５８９号公報には、冷却
型発光モージュル内を真空状態にし、モジュール本体内
の熱抵抗を小さくした光送信回路が開示されている。冷
却を行うと、空気中の水分が霜や水滴となって半導体レ
ーザの表面に付着する。また、大気の温度の影響を半導
体レーザが受けやすく波長の変動が起こりやすい。そこ
で、モジュール本体内を真空にすることで、半導体レー
ザに水滴が付着することを防止するとともに、半導体レ
ーザが大気の温度の影響を受け難いようにしている。JP-A-58-43589 discloses an optical transmission circuit in which the cooling type light emitting module is evacuated to reduce the thermal resistance in the module body. When cooling is performed, moisture in the air becomes frost or water droplets and adheres to the surface of the semiconductor laser. Further, the semiconductor laser is easily affected by the temperature of the atmosphere, and the wavelength tends to fluctuate. Therefore, by evacuating the module body, water droplets are prevented from adhering to the semiconductor laser, and the semiconductor laser is hardly affected by the temperature of the atmosphere.
【０００８】特開平３−８８３８１号公報には、冷却型
発光モジュール内に熱良導性の媒質を充填した光送信回
路が開示されている。熱良導性の媒質を充填することに
より、モジュール本体内部の温度分布を均等化してい
る。これにより、冷却素子の“オン”、“オフ”により
急激に半導体レーザの温度が変化してしまうことを防止
している。Japanese Patent Laid-Open Publication No. 3-88381 discloses an optical transmission circuit in which a cooling type light emitting module is filled with a medium having good thermal conductivity. By filling the medium with good thermal conductivity, the temperature distribution inside the module main body is equalized. This prevents the temperature of the semiconductor laser from suddenly changing due to the “on” and “off” of the cooling element.
【０００９】特開平１−９８２８２号公報には、半導体
レーザに流れる電流の変動分を検出し、実際の半導体レ
ーザの温度と検出された温度との差を補正するようにし
た光送信装置が開示されている。サーミスタなどの温度
センサと半導体レーザとの間には熱抵抗が存在するの
で、たとえば、半導体レーザに流れる電流量が増加して
温度が上昇しても、サーミスタの温度はすぐには変わら
ない。このため、サーミスタの温度だけを基に冷却量を
調整しても、半導体レーザを一定の温度に保つことがで
きない。そこで、この回路では、電流の変動量を監視
し、半導体レーザに流れる電流量に変化が生じたとき、
その変化量に応じてサーミスタで検出された温度を補正
するようになっている。Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-98282 discloses an optical transmission device which detects a fluctuation of a current flowing through a semiconductor laser and corrects a difference between the actual temperature of the semiconductor laser and the detected temperature. Have been. Since there is a thermal resistance between the temperature sensor such as a thermistor and the semiconductor laser, the temperature of the thermistor does not change immediately even if the temperature increases due to an increase in the amount of current flowing through the semiconductor laser, for example. Therefore, even if the cooling amount is adjusted based only on the temperature of the thermistor, the semiconductor laser cannot be kept at a constant temperature. Therefore, in this circuit, the amount of change in the current is monitored, and when the amount of current flowing through the semiconductor laser changes,
The temperature detected by the thermistor is corrected according to the amount of change.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】半導体レーザとサーミ
スタとの間に存在する熱抵抗を低減させても、その値が
“０”にはならないので、サーミスタによって半導体レ
ーザの正確な温度を検出することはできない。したがっ
て、サーミスタによって検出された温度だけを基に冷却
量の調整を行っても、半導体レーザの温度を一定にする
ことができず、発振波長の安定化を十分に図ることがで
きない。Even if the thermal resistance existing between the semiconductor laser and the thermistor is reduced, its value does not become "0", so that the accurate temperature of the semiconductor laser is detected by the thermistor. Can not. Therefore, even if the cooling amount is adjusted based only on the temperature detected by the thermistor, the temperature of the semiconductor laser cannot be kept constant, and the oscillation wavelength cannot be sufficiently stabilized.
【００１１】また、特開平１−９８２８２号公報では、
電流の変動量に応じてサーミスタで検出した温度を補正
しているので、電流量が変化した場合における温度のず
れを打ち消すことができる。しかしながら、電流量に変
動が無く一定であっても、半導体レーザとサーミスタと
の間には温度差が生じる。しかも、少ない電流量で駆動
される場合と、多い電流量で一定に駆動される場合とで
は、サーミスタで検出された温度と半導体レーザの温度
との温度差の大きさが異なる。したがって、電流の変動
量に応じてサーミスタの温度を補正しても、電流量が一
定になった状態での温度差を補正することができない。
このため、半導体レーザの発振波長を常に一定の波長で
安定化させることができないという問題がある。In Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-98282,
Since the temperature detected by the thermistor is corrected according to the amount of change in the current, it is possible to cancel the temperature shift when the amount of current changes. However, even if the amount of current does not fluctuate and is constant, a temperature difference occurs between the semiconductor laser and the thermistor. In addition, the magnitude of the temperature difference between the temperature detected by the thermistor and the temperature of the semiconductor laser differs between the case where the semiconductor laser is driven with a small amount of current and the case where the semiconductor laser is driven with a large amount of current. Therefore, even if the temperature of the thermistor is corrected in accordance with the amount of change in the current, the temperature difference in a state where the amount of current is constant cannot be corrected.
Therefore, there is a problem that the oscillation wavelength of the semiconductor laser cannot always be stabilized at a constant wavelength.
【００１２】そこで本発明の目的は、半導体レーザの発
振波長を一定の波長に安定して保つことのできる光送信
回路を提供することにある。An object of the present invention is to provide an optical transmission circuit capable of stably maintaining the oscillation wavelength of a semiconductor laser at a constant wavelength.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、（イ）入力される変調信号に応じて光の出力をオン
・オフ制御される半導体レーザと、（ロ）この半導体レ
ーザから出力される光を受光する位置に配置されたフォ
トダイオードと、（ハ）このフォトダイオードから出力
される電気信号のピーク値を検出するピーク値検出回路
と、（ニ）このピーク値検出回路によって検出されたピ
ーク値を所定の基準値と比較する比較回路と、（ホ）こ
の比較回路の比較結果としてピーク値が基準値と一致す
るように半導体レーザに流す駆動電流の大きさを決定
し、この駆動電流をオン・オフさせて半導体レーザに変
調信号を供給する半導体レーザ駆動回路と、（へ）所定
の熱抵抗を有する空気あるいは媒質が充填されたモジュ
ール本体内に半導体レーザと共に収められかつこの半導
体レーザの近傍に配置された温度検出手段と、（ト）半
導体レーザを冷却する冷却手段と、（チ）半導体レーザ
が単位時間のうちで発光している時間の割合を表わすマ
ーク率を変調信号を基に検出するマーク率検出手段と、
（リ）このマーク率検出手段によって検出されたマーク
率を基に温度検出手段で検出される温度と半導体レーザ
自体の温度との温度差を、マーク率が大きい場合には半
導体レーザの温度が比較的高く、サーミスタと半導体レ
ーザとの間の温度差が大きく、マーク率が小さい場合に
は半導体レーザの温度が比較的低いとするマーク率と半
導体レーザ自体の温度との関係を予め登録した対応表に
よって求める温度差検出手段と、（ヌ）この温度差検出
手段によって求めた温度差で温度検出手段の検出した温
度を補正した温度が基準の温度になるように冷却手段の
冷却量を調整する冷却量調整手段とを光送信回路に具備
させている。According to the first aspect of the present invention, (a) a semiconductor laser whose light output is controlled to be turned on / off in accordance with an input modulation signal; and (b) an output from the semiconductor laser. A photodiode disposed at a position for receiving the light to be emitted, (c) a peak value detection circuit for detecting a peak value of an electric signal output from the photodiode, and (d) a peak value detection circuit for detecting the peak value of the electric signal output from the photodiode. A comparison circuit for comparing the peak value with a predetermined reference value, and (e) determining the magnitude of a drive current flowing through the semiconductor laser so that the peak value matches the reference value as a result of the comparison by the comparison circuit. a semiconductor laser driving circuit for supplying a modulation signal to the semiconductor laser current is turned on and off, (to) a given
Module filled with air or medium having a low thermal resistance
A temperature detecting means housed together with the semiconductor laser in the main body of the tool and arranged near the semiconductor laser; (g) a cooling means for cooling the semiconductor laser; and (h) a semiconductor laser. Mark rate detection means for detecting a mark rate representing a ratio of a time during which light is emitted in time based on the modulation signal,
(I) The temperature difference between the temperature detected by the temperature detecting means and the temperature of the semiconductor laser itself based on the mark rate detected by the mark rate detecting means is calculated by dividing the temperature difference by half when the mark rate is large.
The temperature of the conductor laser is relatively high, and the thermistor and semiconductor laser
When the mark difference is large and the mark rate is small
Is a temperature difference detecting means which obtains a relationship between a mark ratio at which the temperature of the semiconductor laser is relatively low and a temperature of the semiconductor laser itself by a correspondence table registered in advance, and (nu) a temperature difference obtained by the temperature difference detecting means. The optical transmission circuit includes cooling amount adjusting means for adjusting the cooling amount of the cooling means such that the temperature corrected by the temperature detecting means becomes the reference temperature.
【００１４】すなわち請求項１記載の発明では、半導体
レーザから出力される光を受光する位置にフォトダイオ
ードを配置して、このフォトダイオードから出力される
電気信号のピーク値をピーク値検出回路で検出するよう
にしている。そして、このピーク値が予め定めた基準値
と一致するように半導体レーザに流す電流を調整するよ
うにして、この半導体レーザに変調信号を入力してこれ
をオン・オフ制御するようにしている。また、マーク率
検出手段は、このオン・オフする変調信号からマーク率
を検出し、半導体レーザと同一のモジュール内に半導体
レーザと近接して配置された温度検出手段によって検出
された半導体レーザの温度とマーク率検出手段によって
検出されたマーク率を基にして、マーク率が大きい場合
には半導体レーザの温度が比較的高く、サーミスタと半
導体レーザとの間の温度差が大きく、マーク率が小さい
場合には半導体レーザの温度が比較的低いとするマーク
率と半導体レーザ自体の温度との関係を予め登録した対
応表で温度差を算出して、この温度差で温度検出手段の
検出した温度を補正した温度が基準の温度になるように
冷却手段の冷却量を調整するようにしている。このよう
に変調信号からマーク率を検出し、これを基に対応表に
よって温度差を補正するようにしているので、発光手段
から出力される光の強度を一定に保ちながら、かつ処理
の負担が軽い状態で、発信波長の安定化を図ることがで
きる。That is, according to the first aspect of the present invention, a photodiode is disposed at a position for receiving light output from a semiconductor laser, and a peak value of an electric signal output from the photodiode is detected by a peak value detection circuit. I am trying to do it. Then, the current flowing through the semiconductor laser is adjusted so that the peak value matches a predetermined reference value, and a modulation signal is input to the semiconductor laser to perform on / off control. The mark ratio detecting means detects the mark ratio from the modulation signal which is turned on / off, and stores the semiconductor laser in the same module as the semiconductor laser.
When the mark rate is large based on the temperature of the semiconductor laser detected by the temperature detecting means arranged close to the laser and the mark rate detected by the mark rate detecting means
The temperature of the semiconductor laser is relatively high,
Large temperature difference between conductor laser and low mark rate
If the temperature of the semiconductor laser is relatively low mark
A temperature difference is calculated from a correspondence table in which the relationship between the rate and the temperature of the semiconductor laser itself is registered in advance, and the temperature obtained by correcting the temperature detected by the temperature detecting means with the temperature difference becomes a reference temperature. Thus, the cooling amount of the cooling means is adjusted. As described above, the mark ratio is detected from the modulation signal, and the temperature difference is corrected by the correspondence table based on the mark ratio. Therefore, the intensity of the light output from the light emitting unit is kept constant and the processing load is reduced. In a light state, the emission wavelength can be stabilized.
【００１５】[0015]
【００１６】[0016]
【００１７】[0017]
【００１８】[0018]
【００１９】[0019]
【００２０】[0020]
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施の形態に
おける光送信回路の構成の概要を表わしたものである。
冷却型発光モジュール１１は、光信号を出力する半導体
レーザ１２と、発光強度を検出するフォトダイオード１
３と、温度の検出を行うサーミスタ１４と、半導体レー
ザの冷却を行う電子冷却素子１５とから構成される。こ
れらの素子は、図示しないモージュール本体内に収めら
れている。モジュール本体の内部は、所定の熱抵抗を有
する空気あるいは所定の媒質が充填されている。FIG. 1 shows an outline of a configuration of an optical transmission circuit according to an embodiment of the present invention.
The cooling type light emitting module 11 includes a semiconductor laser 12 for outputting an optical signal, and a photodiode 1 for detecting light emission intensity.
3, a thermistor 14 for detecting the temperature, and an electronic cooling element 15 for cooling the semiconductor laser. These elements are housed in a module body (not shown). The inside of the module main body is filled with air having a predetermined thermal resistance or a predetermined medium.
【００２２】フォトダイオード１３は、半導体レーザ１
２の出力する光の一部を受光し、その光強度に応じた大
きさの電流信号１６を出力する回路素子である。サーミ
スタ１４は、その温度によって内部抵抗の変化する回路
素子である。温度を検出できれば、サーミスタ以外の温
度センサを用いてもよい。また、電子冷却素子１５とし
て、ここでは、ペルチェ素子を使用している。The photodiode 13 is a semiconductor laser 1
2 is a circuit element that receives a part of the light output by 2 and outputs a current signal 16 having a magnitude corresponding to the light intensity. The thermistor 14 is a circuit element whose internal resistance changes according to the temperature. As long as the temperature can be detected, a temperature sensor other than the thermistor may be used. Here, a Peltier element is used as the electronic cooling element 15.
【００２３】半導体レーザ駆動回路１７は、半導体レー
ザ１２を駆動するための駆動電流１８を出力する回路で
ある。半導体レーザ駆動回路１７は、入力される変調信
号１９に従って半導体レーザの“オン”、“オフ”を制
御する。また半導体レーザ駆動回路１７は、フォトダイ
オード１３からの電流信号１６のピーク値を検出する図
示しないピーク検出回路と、検出したピーク値を所定の
基準値と比較するこれまた図示されない比較回路とを備
えている。そして、ピーク値が基準値と一致するよう
に、駆動電流１８の大きさを変更するようになってい
る。これにより、半導体レーザ１２から出力される光の
光強度のピーク値が一定の大きさになる。The semiconductor laser drive circuit 17 is a circuit for outputting a drive current 18 for driving the semiconductor laser 12. The semiconductor laser drive circuit 17 controls “ON” and “OFF” of the semiconductor laser according to the input modulation signal 19. Further, the semiconductor laser drive circuit 17 includes a peak detection circuit (not shown) for detecting a peak value of the current signal 16 from the photodiode 13 and a comparison circuit (not shown) for comparing the detected peak value with a predetermined reference value. ing. Then, the magnitude of the drive current 18 is changed so that the peak value matches the reference value. As a result, the peak value of the light intensity of the light output from the semiconductor laser 12 becomes constant.
【００２４】電子冷却素子駆動回路２１は、電子冷却素
子１５にその駆動電流２２を供給する回路である。温度
検出回路２３はサーミスタの内部抵抗の変化を基に、サ
ーミスタ１４の配置された位置での温度を求め、温度検
出信号２４を出力する回路である。マーク率検出回路２
５には、半導体レーザ駆動回路を介して変調信号１９が
入力されている。変調信号１９は、半導体レーザ１２を
“オン”にするとき“１”の値に、半導体レーザ１２を
“オフ”するとき“０”の値になるディジタル信号であ
る。マーク率検出回路２５は、変調信号１９が単位時間
のうちに“１”の状態になる時間を計測し、単位時間に
占める割合を表わしたマーク率検出信号２６を出力する
ようになっている。The electronic cooling element drive circuit 21 is a circuit for supplying a drive current 22 to the electronic cooling element 15. The temperature detection circuit 23 is a circuit that obtains a temperature at a position where the thermistor 14 is arranged, based on a change in the internal resistance of the thermistor, and outputs a temperature detection signal 24. Mark ratio detection circuit 2
5, a modulation signal 19 is input via a semiconductor laser drive circuit. The modulation signal 19 is a digital signal having a value of “1” when the semiconductor laser 12 is turned “ON” and a value of “0” when the semiconductor laser 12 is turned “OFF”. The mark rate detection circuit 25 measures the time when the modulation signal 19 becomes "1" in a unit time, and outputs a mark rate detection signal 26 indicating a ratio of the modulation signal 19 to the unit time.
【００２５】温度補正回路２７には、温度検出信号２４
とマーク率検出信号２６が入力されている。温度補正回
路２７は、マーク率検出信号２６の値を基に、温度検出
信号２４の値を補正する回路である。温度補正回路２７
は、補正後の温度を表わした補正温度信号２８を出力す
る。冷却量調整回路２９は、温度補正回路２７からの補
正温度信号２８の値と基準電圧３１とを比較し、その差
に応じて電子冷却素子駆動回路２１の出力する駆動電流
２２の大きさを変更する回路である。The temperature correction circuit 27 includes a temperature detection signal 24
And the mark ratio detection signal 26 are input. The temperature correction circuit 27 is a circuit that corrects the value of the temperature detection signal 24 based on the value of the mark ratio detection signal 26. Temperature correction circuit 27
Outputs a corrected temperature signal 28 representing the corrected temperature. The cooling amount adjusting circuit 29 compares the value of the corrected temperature signal 28 from the temperature correcting circuit 27 with the reference voltage 31, and changes the magnitude of the driving current 22 output from the electronic cooling element driving circuit 21 according to the difference. Circuit.
【００２６】マーク率が大きい場合は、半導体レーザ１
２が単位時間内に多くの消費電力を消費していることを
示している。逆に、マーク率が小さい場合は、半導体レ
ーザ１２が単位時間内に消費する電力が少ないことを示
している。消費電力が多ければ、それだけ、半導体レー
ザ１２の発熱量が多いので、温度が上昇する。ところ
で、半導体レーザ１２と、サーミスタ１４との間には所
定の熱抵抗が存在するので、半導体レーザ１２の温度
と、サーミスタ１４の検出する温度との間に温度差が生
じる。When the mark ratio is large, the semiconductor laser 1
2 indicates that a large amount of power is consumed within a unit time. Conversely, a small mark rate indicates that the power consumed by the semiconductor laser 12 in a unit time is small. The higher the power consumption, the greater the amount of heat generated by the semiconductor laser 12, so that the temperature rises. Incidentally, since a predetermined thermal resistance exists between the semiconductor laser 12 and the thermistor 14, a temperature difference occurs between the temperature of the semiconductor laser 12 and the temperature detected by the thermistor 14.
【００２７】半導体レーザ１２が、一定のマーク率であ
る程度の時間、駆動された後であっても、概ね次式で示
すような関係で温度差が生じる。 ＴＤ＝α（ＴＬ−Ｈ） （１） ここで、ＴＤは、半導体レーザとサーミスタとの間の温
度差を、ＴＬは、半導体レーザの温度を、Ｈは、所定の
基準温度をそれぞれ示している。また、αは、定数であ
る。このように、サーミスタと半導体レーザとの温度差
の大きさは、半導体レーザ自体の温度に依存している。
半導体レーザの温度が高い状態にあるのか、あるいは低
い状態にあるのかは、その発熱量によるので、マーク率
を基にある程度、半導体レーザの推定することができ
る。Even after the semiconductor laser 12 has been driven at a constant mark rate for a certain period of time, a temperature difference occurs due to the relationship approximately expressed by the following equation. TD = α (TL−H) (1) Here, TD indicates a temperature difference between the semiconductor laser and the thermistor, TL indicates a temperature of the semiconductor laser, and H indicates a predetermined reference temperature. . Α is a constant. As described above, the magnitude of the temperature difference between the thermistor and the semiconductor laser depends on the temperature of the semiconductor laser itself.
Whether the temperature of the semiconductor laser is high or low depends on the calorific value, so that the semiconductor laser can be estimated to some extent based on the mark rate.
【００２８】そこで、マーク率が大きい場合には、半導
体レーザの温度が比較的高く、サーミスタと半導体レー
ザとの間の温度差が大きいと判別し、逆にマーク率が小
さい場合には、半導体レーザの温度が比較的低く、サー
ミスタとの温度差が少ないと判別する。温度補正回路２
７は、マーク率検出信号２６の値を基に所定の関数、あ
るいは予め登録した対応表によって温度差を求め、サー
ミスタ１４で検出した温度を補正する。冷却量調整回路
２９は、補正後の温度が一定の基準温度になるように、
電子冷却素子駆動回路２１に冷却量を調整する信号を与
える。Therefore, when the mark ratio is large, it is determined that the temperature of the semiconductor laser is relatively high, and that the temperature difference between the thermistor and the semiconductor laser is large. Is relatively low and the temperature difference from the thermistor is small. Temperature correction circuit 2
7 obtains a temperature difference by a predetermined function based on the value of the mark ratio detection signal 26 or a correspondence table registered in advance, and corrects the temperature detected by the thermistor 14. The cooling amount adjusting circuit 29 controls the corrected temperature to be a constant reference temperature.
A signal for adjusting the cooling amount is given to the electronic cooling element drive circuit 21.
【００２９】このように、サーミスタで検出された温度
をマーク率を基に補正したので、半導体レーザ自体の温
度をほぼ一定に保つことができ、安定した波長で発振さ
せることができる。As described above, since the temperature detected by the thermistor is corrected based on the mark rate, the temperature of the semiconductor laser itself can be kept substantially constant, and oscillation can be performed at a stable wavelength.
【００３０】[0030]
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、半導体レーザの出力する光の強度をモニタし
て、そのピーク値が予め定めた基準値と一致するように
調整したので、オン・オフ変調時の信号を安定化させる
ことができ、良好な状態で光信号を出力することができ
る。また、変調信号自体と測定した温度から、マーク率
が大きい場合には半導体レーザの温度が比較的高く、サ
ーミスタと半導体レーザとの間の温度差が大きく、マー
ク率が小さい場合には半導体レーザの温度が比較的低い
とするマーク率と半導体レーザ自体の温度との関係を予
め登録した対応表で温度差を算出することにしたので、
温度差の算出に複雑な計算を必要とせず、処理系の負担
を軽減し発信波長の安定化を図ることができるという効
果がある。As described above, according to the first aspect of the present invention, the intensity of the light output from the semiconductor laser is monitored and adjusted so that its peak value matches a predetermined reference value. Thus, the signal at the time of on / off modulation can be stabilized, and an optical signal can be output in a good state. Also, the mark ratio is calculated from the modulation signal itself and the measured temperature.
Is large, the temperature of the semiconductor laser is relatively high,
-The temperature difference between the
Semiconductor laser temperature is relatively low when
The relationship between the mark rate and the temperature of the semiconductor laser itself
Because the temperature difference was calculated from the registered correspondence table,
There is an effect that the calculation of the temperature difference does not require complicated calculation, the load on the processing system can be reduced, and the emission wavelength can be stabilized.
【００３２】[0032]
【００３３】[0033]
【００３４】[0034]
【図１】本発明の一実施の形態における光送信回路の構
成の概要を表わしたブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating an outline of a configuration of an optical transmission circuit according to an embodiment of the present invention.
【図２】従来から使用されている冷却装置を備えた光送
信回路の構成の概要を表わしたブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an outline of a configuration of an optical transmission circuit including a cooling device conventionally used.
１１ 冷却型発光モジュール １２ 半導体レーザ １３ フォトダイオード １４ サーミスタ １５ 電子冷却素子 １７ 半導体レーザ駆動回路 ２１ 電子冷却素子駆動回路 ２３ 温度検出回路 ２５ マーク率検出回路 ２７ 温度補正回路 ２９ 冷却量調整回路 Reference Signs List 11 cooling type light emitting module 12 semiconductor laser 13 photodiode 14 thermistor 15 electronic cooling element 17 semiconductor laser driving circuit 21 electronic cooling element driving circuit 23 temperature detection circuit 25 mark ratio detection circuit 27 temperature correction circuit 29 cooling amount adjustment circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/096 H01S 3/103 H01S 3/133 H01S 3/18──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01S 3/096 H01S 3/103 H01S 3/133 H01S 3/18
Claims (1)
オン・オフ制御される半導体レーザと、 この半導体レーザから出力される光を受光する位置に配
置されたフォトダイオードと、 このフォトダイオードから出力される電気信号のピーク
値を検出するピーク値検出回路と、 このピーク値検出回路によって検出されたピーク値を所
定の基準値と比較する比較回路と、 この比較回路の比較結果として前記ピーク値が基準値と
一致するように前記半導体レーザに流す駆動電流の大き
さを決定し、この駆動電流をオン・オフさせて半導体レ
ーザに前記変調信号を供給する半導体レーザ駆動回路
と、所定の熱抵抗を有する空気あるいは媒質が充填されたモ
ジュール本体内に前記半導体レーザと共に収められかつ
この 半導体レーザの近傍に配置された温度検出手段と、 前記半導体レーザを冷却する冷却手段と、 前記半導体レーザが単位時間のうちで発光している時間
の割合を表わすマーク率を前記変調信号を基に検出する
マーク率検出手段と、 このマーク率検出手段によって検出されたマーク率を基
に前記温度検出手段で検出される温度と前記半導体レー
ザ自体の温度との温度差を、マーク率が大きい場合には
半導体レーザの温度が比較的高く、サーミスタと半導体
レーザとの間の温度差が大きく、マーク率が小さい場合
には半導体レーザの温度が比較的低いとするマーク率と
半導体レーザ自体の温度との関係を予め登録した対応表
によって求める温度差検出手段と、 この温度差検出手段によって求めた温度差で前記温度検
出手段の検出した温度を補正した温度が基準の温度にな
るように前記冷却手段の冷却量を調整する冷却量調整手
段とを具備することを特徴とする光送信回路。1. A semiconductor laser whose light output is on / off controlled in accordance with an input modulation signal, a photodiode disposed at a position for receiving light output from the semiconductor laser, A peak value detection circuit for detecting a peak value of an electric signal output from the control circuit; a comparison circuit for comparing the peak value detected by the peak value detection circuit with a predetermined reference value; determining the magnitude of the drive current supplied to said semiconductor laser so that the value matches the reference value, the semiconductor laser drive circuit for supplying the modulated signal to the semiconductor laser was turned on or off the drive current, predetermined heat A module filled with air or medium with resistance
Housed in the joule body together with the semiconductor laser
Group and temperature detecting means arranged in the vicinity of the semiconductor laser, and a cooling means for cooling the semiconductor laser, said modulating signal mark ratio representing the proportion of time that the light emission among the semiconductor laser unit time And a temperature difference between the temperature detected by the temperature detecting means and the temperature of the semiconductor laser itself based on the mark rate detected by the mark rate detecting means, when the mark rate is large. To
The temperature of the semiconductor laser is relatively high, thermistor and semiconductor
When the temperature difference with the laser is large and the mark rate is small
A temperature difference detecting means for obtaining a relation between a mark rate that the temperature of the semiconductor laser is relatively low and a temperature of the semiconductor laser itself based on a correspondence table registered in advance, and the temperature difference obtained by the temperature difference detecting means. An optical transmission circuit comprising: a cooling amount adjusting unit that adjusts a cooling amount of the cooling unit so that a temperature corrected by the temperature detected by the detecting unit becomes a reference temperature.
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|---|---|---|---|
| JP7239558A JP2830794B2 (en) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | Optical transmission circuit |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP7239558A JP2830794B2 (en) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | Optical transmission circuit |
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| JPH0983055A JPH0983055A (en) | 1997-03-28 |
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-
1995
- 1995-09-19 JP JP7239558A patent/JP2830794B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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