JP3226624B2 - レーザダイオード駆動回路及び光伝送装置 - Google Patents
レーザダイオード駆動回路及び光伝送装置Info
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Description
者系光通信システム等に用いられる光伝送装置に関し、
特に自動光出力制御を必要としない光伝送装置の構成に
関する。
イオードの光出力をモニターして、バイアス電流や変調
電流にフィードバックをかけて、温度変動などに起因す
るしきい電流の変化によらずにレーザダイオードから一
定の光出力を得る制御方式」を採用すると、回路構成が
複雑になるという問題がある。
バイアスによるレーザダイオードの駆動が注目されてい
る。
報告(光通信システム),OCS92−30,p31に
おいて、レーザダイオードの零バイアス駆動と固定レベ
ル識別受信方式によるアンフォーマット光信号伝送が記
載されている。
会春季大会講演論文集,B−1008に、レーザダイオ
ードの固定バイアス駆動実験が記載されている。
用温度範囲の高温時のレーザダイオードしきい電流値I
thと等しくなる(Ib=Ith(高温))ように設定
している。 マーク率がほぼ1/2のNRZ信号を受信
するときには、一般に平均受光パワーのレベルで”0”
と”1”を識別するので、温度上昇に伴ってしきい電流
値が上昇し、高温時のレーザダイオード光出力が低下し
てしまうのを避けているのである。
うに、固定バイアス電流を使用温度範囲の高温時のレー
ザダイオードしきい電流値となるように設定した状態だ
と、固定バイアス電流が使用温度範囲の低温時のレーザ
ダイオードしきい電流値よりも大きくなる(Ib>It
h(低温))ため、レーザダイオードへの電気入力信号
がオフの時の光出力レベル(消光レベル)が上昇し、文
献1記載の固定レベル識別受信方式のアンフォーマット
データ光伝送を行う場合の妨げとなる。
定しなくてはならず、受信側で”1”と識別するために
必要な、レーザダイオードからの最小光パワーが増大し
てしまうのである。
時間の測定例に示すように、レーザダイオードの零バイ
アス駆動を行うと、バイアス電流を印加した場合に比べ
て、発光遅延時間が大きくなってしまう。
遅延時間を小さくするとともに、固定レベル識別受信方
式のアンフォーマット光信号伝送を可能にすることであ
る。
オードのしきい電流値を超えない固定バイアス電流を印
加する手段を有するレーザダイオード駆動回路で該レー
ザダイオードを駆動することにより達成される。
定バイアス電流を印加することにより、レーザダイオー
ドの発光遅延時間を小さくできる。
ので、固定レベル識別受信方式の採用が可能であり、光
受信回路を簡素化できる。
て光送信回路が簡素化される。
である。
通して、レーザダイオード3に印加される。さらにバイ
アス回路4により、レーザダイオードのしきい電流値I
thを超えない固定バイアス電流Ibが、レーザダイオ
ード3に印加される。回路の作製には、Siバイポーラ
ICプロセスを用いた。
流は、電源電圧変動10%、製造プロセスばらつきによ
る抵抗値ばらつき20%の条件下で、20度から80度
の温度範囲において、1.64mAから2.75mAの
範囲に収った。
性温度が55度で、25度におけるしきい電流値が3.
2mAから3.8mAまでの範囲にばらついている場合
に、20度から80度の温度範囲において、レーザダイ
オード3のしきい電流が2.92mAから10.33m
Aの範囲に収まる。
動回路5の近くに置いて両者の温度をほぼ等しくするこ
とにより、20度から80度の全温度範囲において、図
2に示すように、レーザダイオード3のしきい電流値ば
らつき、温度変化に伴うしきい電流値変化といったレー
ザダイオード3の特性とは無関係に、レーザダイオード
駆動回路5の側で、実際に、バイアス電流をレーザダイ
オードのしきい電流値より小さく設定できる。
駆動回路のバイアス電流値がレーザダイオードのしきい
電流値を超えないために、消光レベルは自然放出光程度
であり約−30dBmである。
術で引用した文献1に記載の固定レベル識別光受信機を
用いて、アンフォーマット光伝送を行える。
ザダイオードのしきい電流値2.8mAより小さいバイ
アス電流2.0mA印加することにより、発光遅延時間
を零バイアス駆動の場合に比べて約1/7程度にでき
る。
す。図3(a)は、レーザダイオード駆動電流Idを2
0mAに固定し、温度25度でバイアス電流Ibを変化
させた場合の、発光遅延時間Tdとln((Id−I
b)/(Id−Ith))の関係を示す。25度におけ
るしきい電流値Ithは、2.8mAである。
りから、発光遅延時間の増大率が小さくなっている。こ
のポイントは、図3(b)の静特性グラフ(順方向電圧
及び抵抗のバイアス電流依存性)と見比べると、Ib−
Vプロットのしきい電圧値Vthに対応した電流値付近
であることがわかる。
圧値Vthに対応した電流値以上の範囲でバイアス電流
を設定すると、レーザダイオードの温度変化などに伴う
発光遅延時間のばらつきを特に小さくできる。
回路の作製にSiバイポーラを選んだが、それ以外のバ
イポーラ系やMOS系やFET系でもよい。
でも、n基板上のものでもよい。
た電流値より大きいバイアス電流を印加する例を記した
が、これは、限定を加えるものではなく、システム要求
次第で、Vthに対応した電流値より小さいバイアス電
流で構わない。
動回路を、本明細書記載の文献1のようにモノリシック
アレイ化することもありうる。
バイアス電流に、レーザダイオードの特性とは無関係な
特性、例えば、意図的に温度特性を持たせるたりするこ
ともありうる。
ム等において、レーザダイオードの立上りスキューを低
減し、固定識別レベル受信を行える。
ダイオード 4…バイアス回路、5…レーザダイオード駆動回路。
Claims (1)
- 【請求項1】それを超えるとレーザ発振が生じるしきい
電流値を有するレーザダイオードと、レーザダイオード
駆動回路とを有し、前記レーザダイオードを前記駆動回
路の近くに配置して両者の温度をほぼ等しくしており、 前記駆動回路は (1)駆動電流を前記レーザダイオードに供給するため
の一の電流スイッチと、 (2)固定バイアス電流(Ib)を前記レーザダイオード
へ供給するためのものであり、 前記固定バイアス電流(Ib)の値は所定の温度範囲内に
おける前記しきい電流値よりも小さく、かつ、バイアス
電流の値を変化させていくことにより本願図3(b)に示す
静特性グラフ(レーザダイオードの順方向電圧のバイア
ス電流依存性を示すもの)のIb-Vプロットに示すところ
の前記レーザダイオードの順方向電圧がしきい電圧値
(Vth)となるバイアス電流値(Ibth)よりも前記固定バ
イアス電流(Ib)の値は大きく、かつ、その固定バイアス
電流(Ib)の値は前記電流値(Ibth)における前記レーザダ
イオードのターンオン遅延時間よりも小さいターンオン
遅延時間を与えるものである固定バイアス回路 とを有することを特徴とする光伝送装置。
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