JP3463741B2 - 集積型半導体レーザアレイの光出力安定化装置 - Google Patents
集積型半導体レーザアレイの光出力安定化装置Info
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- JP3463741B2 JP3463741B2 JP07769699A JP7769699A JP3463741B2 JP 3463741 B2 JP3463741 B2 JP 3463741B2 JP 07769699 A JP07769699 A JP 07769699A JP 7769699 A JP7769699 A JP 7769699A JP 3463741 B2 JP3463741 B2 JP 3463741B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集積型半導体レー
ザアレイの光出力安定化装置に関し、特に、温度変化に
対して光出力を安定化させる集積型半導体レーザアレイ
の光出力安定化装置に関する。
ザアレイの光出力安定化装置に関し、特に、温度変化に
対して光出力を安定化させる集積型半導体レーザアレイ
の光出力安定化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバを利用した光信号伝送方式に
おいては、複数チャネルの光信号伝送を行う場合、複数
の光信号を並列に伝送する並列光信号伝送方式が広く利
用されている。並列光信号伝送方式における光源には、
複数の発光素子を一体に集積化した発光素子アレイが設
けられ、発光素子としては高出力、高速性に優れる半導
体レーザが主に使用されている。
おいては、複数チャネルの光信号伝送を行う場合、複数
の光信号を並列に伝送する並列光信号伝送方式が広く利
用されている。並列光信号伝送方式における光源には、
複数の発光素子を一体に集積化した発光素子アレイが設
けられ、発光素子としては高出力、高速性に優れる半導
体レーザが主に使用されている。
【０００３】しかしながら、半導体レーザにおいては、
温度依存性が大きく、発振しきい値や微分量子効率が周
辺温度に依存して大きく変動してしまうという問題点が
あり、並列光信号伝送方式における光源として半導体レ
ーザを用いるためには、温度変化に対して光出力を安定
化させる手段が必要である。
温度依存性が大きく、発振しきい値や微分量子効率が周
辺温度に依存して大きく変動してしまうという問題点が
あり、並列光信号伝送方式における光源として半導体レ
ーザを用いるためには、温度変化に対して光出力を安定
化させる手段が必要である。
【０００４】図５は、従来の単体の半導体レーザの光出
力安定化回路の一構成例を示す図である。
力安定化回路の一構成例を示す図である。
【０００５】本従来例は図５に示すように、半導体レー
ザ素子５１と、半導体レーザ素子５１を駆動するための
駆動電流を制御するトランジスタ５２，５３と、半導体
レーザ素子５１からの光出力の一部を受光して光電流に
変換して出力するフォトダイオード５４と、フォトダイ
オード５４に光電流が流れることにより生じる電圧を検
出するために設けられた負荷抵抗（Ｒ）５５と、負荷抵
抗５５の両端に生じる電圧を増幅して出力する直流増幅
器（ＤＣ ＡＭＰ）５６と、直流増幅器５６から出力さ
れた電圧信号と外部から入力される設定信号とを比較し
て、その差が一定となるように、トランジスタ５２，５
３を制御する比較器（ＣＯＭＰ）５７とから構成されて
いる。
ザ素子５１と、半導体レーザ素子５１を駆動するための
駆動電流を制御するトランジスタ５２，５３と、半導体
レーザ素子５１からの光出力の一部を受光して光電流に
変換して出力するフォトダイオード５４と、フォトダイ
オード５４に光電流が流れることにより生じる電圧を検
出するために設けられた負荷抵抗（Ｒ）５５と、負荷抵
抗５５の両端に生じる電圧を増幅して出力する直流増幅
器（ＤＣ ＡＭＰ）５６と、直流増幅器５６から出力さ
れた電圧信号と外部から入力される設定信号とを比較し
て、その差が一定となるように、トランジスタ５２，５
３を制御する比較器（ＣＯＭＰ）５７とから構成されて
いる。
【０００６】以下に上記のように構成された半導体レー
ザの光出力安定化回路の動作について説明する。
ザの光出力安定化回路の動作について説明する。
【０００７】トランジスタ５２，５３が動作して半導体
レーザ素子５１が発光すると、半導体レーザ素子５１の
光出力の一部がフォトダイオード５４に入射される。
レーザ素子５１が発光すると、半導体レーザ素子５１の
光出力の一部がフォトダイオード５４に入射される。
【０００８】フォトダイオード５４においては、半導体
レーザ素子５１から入射された光出力が光電流ｉpに変
換され、光電流ｉpによって負荷抵抗５５の両端に電圧
が生じる。
レーザ素子５１から入射された光出力が光電流ｉpに変
換され、光電流ｉpによって負荷抵抗５５の両端に電圧
が生じる。
【０００９】負荷抵抗５５の両端に生じた電圧は、直流
増幅器５６にて増幅され、比較器５７に対して出力され
る。
増幅器５６にて増幅され、比較器５７に対して出力され
る。
【００１０】比較器５７においては、直流増幅器５６か
ら出力された電圧信号と外部から入力された設定信号と
が比較され、該比較結果に基づいて、その差が一定とな
るように、トランジスタ５３が制御される。
ら出力された電圧信号と外部から入力された設定信号と
が比較され、該比較結果に基づいて、その差が一定とな
るように、トランジスタ５３が制御される。
【００１１】すると、トランジスタ５３の動作によっ
て、半導体レーザ素子５１にバイアス電流Ｉbが供給さ
れ、その後、該バイアス電流Ｉbにより半導体レーザが
駆動され、それにより、半導体レーザ素子５１の光出力
レベルが常に一定に保たれる。
て、半導体レーザ素子５１にバイアス電流Ｉbが供給さ
れ、その後、該バイアス電流Ｉbにより半導体レーザが
駆動され、それにより、半導体レーザ素子５１の光出力
レベルが常に一定に保たれる。
【００１２】上述したような従来の単体の半導体レーザ
の光出力を安定化させるための制御回路を集積型半導体
レーザアレイに適用することも可能であるが、この場
合、集積型半導体レーザアレイを構成する全ての半導体
レーザに対して上記制御回路をそれぞれ設ける必要があ
るため、制御回路が大規模化、煩雑化してしまうという
問題点がある。
の光出力を安定化させるための制御回路を集積型半導体
レーザアレイに適用することも可能であるが、この場
合、集積型半導体レーザアレイを構成する全ての半導体
レーザに対して上記制御回路をそれぞれ設ける必要があ
るため、制御回路が大規模化、煩雑化してしまうという
問題点がある。
【００１３】そのため、最近では集積型半導体レーザア
レイの光出力を安定化する方法が考案され、例えば、そ
の技術が特開平５−１６７１７０号公報に記載されてい
る。
レイの光出力を安定化する方法が考案され、例えば、そ
の技術が特開平５−１６７１７０号公報に記載されてい
る。
【００１４】図６は、従来の集積型半導体レーザアレイ
の光出力安定化装置の一構成例を示す図である。
の光出力安定化装置の一構成例を示す図である。
【００１５】本従来例は図６に示すように、半導体レー
ザ素子６１−１〜６１−ｎを一体に集積化した集積型半
導体レーザアレイ６１と、半導体レーザ素子６１−１〜
６１−ｎを駆動させるための駆動電流をそれぞれ発生し
て出力する駆動回路ユニット６６−１〜６６−ｎからな
る駆動回路６６と、集積型半導体レーザアレイ６１を構
成する半導体レーザ素子６１−１〜６１−ｎのうち半導
体レーザ素子６１−１の光出力を受光して光電流に変換
して出力するフォトダイオード６２と、フォトダイオー
ド６２から出力された光電流を電圧信号に変換して出力
する電流・電圧変換部６３と、半導体レーザ素子６１−
１〜６１−ｎのそれぞれの光出力が温度変化に対して所
望の値となる駆動電流が予め算出されており、該算出値
と電流・電圧変換部６３から出力された電圧信号とに基
づいて、半導体レーザ素子６１−１〜６１−ｎを駆動さ
せるための最適な駆動電流をそれぞれ設定し、該駆動電
流を発生するための設定電圧を出力する電圧分配部６４
と、電圧分配部６４から出力された設定電圧に基づい
て、駆動回路ユニット６６−１〜６６−ｎにて発生する
駆動電流を制御するための制御信号を駆動回路ユニット
６６−１〜６６−ｎに対して出力する駆動電流設定ユニ
ット６５−１〜６５−ｎからなる駆動電流設定部６５と
から構成されており、駆動回路ユニット６６−１〜６６
−ｎにおいては、駆動電流設定ユニット６５−１〜６５
−ｎから出力された制御信号に基づいて、半導体レーザ
素子６１−１〜６１−ｎを駆動させるための駆動電流が
発生する。
ザ素子６１−１〜６１−ｎを一体に集積化した集積型半
導体レーザアレイ６１と、半導体レーザ素子６１−１〜
６１−ｎを駆動させるための駆動電流をそれぞれ発生し
て出力する駆動回路ユニット６６−１〜６６−ｎからな
る駆動回路６６と、集積型半導体レーザアレイ６１を構
成する半導体レーザ素子６１−１〜６１−ｎのうち半導
体レーザ素子６１−１の光出力を受光して光電流に変換
して出力するフォトダイオード６２と、フォトダイオー
ド６２から出力された光電流を電圧信号に変換して出力
する電流・電圧変換部６３と、半導体レーザ素子６１−
１〜６１−ｎのそれぞれの光出力が温度変化に対して所
望の値となる駆動電流が予め算出されており、該算出値
と電流・電圧変換部６３から出力された電圧信号とに基
づいて、半導体レーザ素子６１−１〜６１−ｎを駆動さ
せるための最適な駆動電流をそれぞれ設定し、該駆動電
流を発生するための設定電圧を出力する電圧分配部６４
と、電圧分配部６４から出力された設定電圧に基づい
て、駆動回路ユニット６６−１〜６６−ｎにて発生する
駆動電流を制御するための制御信号を駆動回路ユニット
６６−１〜６６−ｎに対して出力する駆動電流設定ユニ
ット６５−１〜６５−ｎからなる駆動電流設定部６５と
から構成されており、駆動回路ユニット６６−１〜６６
−ｎにおいては、駆動電流設定ユニット６５−１〜６５
−ｎから出力された制御信号に基づいて、半導体レーザ
素子６１−１〜６１−ｎを駆動させるための駆動電流が
発生する。
【００１６】なお、電圧分配部６４においては、半導体
レーザ素子６１−１〜６１−ｎのそれぞれについて、発
振しきい値および該発振しきい値の温度特性と微分量子
効率および該微分量子効率の温度特性とが予め計測され
ており、半導体レーザ素子６１−１〜６１−ｎのそれぞ
れにおける光出力および消光比が所望の値となるような
駆動電流が算出されている。
レーザ素子６１−１〜６１−ｎのそれぞれについて、発
振しきい値および該発振しきい値の温度特性と微分量子
効率および該微分量子効率の温度特性とが予め計測され
ており、半導体レーザ素子６１−１〜６１−ｎのそれぞ
れにおける光出力および消光比が所望の値となるような
駆動電流が算出されている。
【００１７】以下に、上記のように構成された集積型半
導体レーザアレイの光出力安定化装置の動作について説
明する。
導体レーザアレイの光出力安定化装置の動作について説
明する。
【００１８】集積型半導体レーザアレイ６１を構成する
半導体レーザ素子６１−１〜６１−ｎのうち、半導体レ
ーザ素子６１−１から光が出力されると、まず、出力さ
れた光がフォトダイオード６２により検出され、光電流
に変換され、電流・電圧変換部６３に対して出力され
る。
半導体レーザ素子６１−１〜６１−ｎのうち、半導体レ
ーザ素子６１−１から光が出力されると、まず、出力さ
れた光がフォトダイオード６２により検出され、光電流
に変換され、電流・電圧変換部６３に対して出力され
る。
【００１９】次に、電流・電圧変換部６３において、フ
ォトダイオード６２から出力された光電流が電圧信号に
変換され、電圧分配部６４に対して出力される。
ォトダイオード６２から出力された光電流が電圧信号に
変換され、電圧分配部６４に対して出力される。
【００２０】電圧分配部６４においては、半導体レーザ
素子６１−１〜６１−ｎのそれぞれの光出力が温度変化
に対して所望の値となるような駆動電流が予め算出され
ており、該算出値と電流・電圧変換部６３から出力され
た電圧信号とに基づいて、半導体レーザ素子６１−１〜
６１−ｎを駆動させるための最適な駆動電流がそれぞれ
設定され、該駆動電流を発生させるための設定電圧が生
じ、駆動電流設定ユニット６５−１〜６５−ｎのそれぞ
れに対して出力される。
素子６１−１〜６１−ｎのそれぞれの光出力が温度変化
に対して所望の値となるような駆動電流が予め算出され
ており、該算出値と電流・電圧変換部６３から出力され
た電圧信号とに基づいて、半導体レーザ素子６１−１〜
６１−ｎを駆動させるための最適な駆動電流がそれぞれ
設定され、該駆動電流を発生させるための設定電圧が生
じ、駆動電流設定ユニット６５−１〜６５−ｎのそれぞ
れに対して出力される。
【００２１】駆動電流設定ユニット６５−１〜６５−ｎ
においては、電圧分配部６４から出力された設定電圧に
基づいて、駆動回路ユニット６６−１〜６６−ｎにて発
生する駆動電流を制御するための制御信号が生じ、駆動
回路ユニット６６−１〜６６−ｎに対してそれぞれ出力
される。
においては、電圧分配部６４から出力された設定電圧に
基づいて、駆動回路ユニット６６−１〜６６−ｎにて発
生する駆動電流を制御するための制御信号が生じ、駆動
回路ユニット６６−１〜６６−ｎに対してそれぞれ出力
される。
【００２２】次に、駆動回路ユニット６６−１〜６６−
ｎにおいて、駆動電流設定ユニット６５−１〜６５−ｎ
から出力された制御信号に基づいて、半導体レーザ素子
６１−１〜６１−ｎを駆動させるための駆動電流が発生
し、半導体レーザ素子６１−１〜６１−ｎに対して出力
される。
ｎにおいて、駆動電流設定ユニット６５−１〜６５−ｎ
から出力された制御信号に基づいて、半導体レーザ素子
６１−１〜６１−ｎを駆動させるための駆動電流が発生
し、半導体レーザ素子６１−１〜６１−ｎに対して出力
される。
【００２３】その後、集積型半導体レーザアレイ６１に
おいて、駆動回路ユニット６６−１〜６６−ｎから出力
された駆動電流により半導体レーザ素子６１−１〜６１
−ｎのそれぞれが駆動する。
おいて、駆動回路ユニット６６−１〜６６−ｎから出力
された駆動電流により半導体レーザ素子６１−１〜６１
−ｎのそれぞれが駆動する。
【００２４】ここで、ある条件下で半導体レーザ素子６
１−１〜６１−ｎが動作しているとき、環境変化等によ
り温度が変化した場合、半導体レーザ素子６１−１〜６
１−ｎのそれぞれの発振しきい値および微分量子効率が
変化する。この変化に対して、半導体レーザ素子６１−
１においては、図５に示した従来の単体の半導体レーザ
の光出力安定化回路と同様の作用によって光出力の安定
化が図られる。
１−１〜６１−ｎが動作しているとき、環境変化等によ
り温度が変化した場合、半導体レーザ素子６１−１〜６
１−ｎのそれぞれの発振しきい値および微分量子効率が
変化する。この変化に対して、半導体レーザ素子６１−
１においては、図５に示した従来の単体の半導体レーザ
の光出力安定化回路と同様の作用によって光出力の安定
化が図られる。
【００２５】一方、それ以外の半導体レーザ素子６１−
２〜６１−ｎのそれぞれについては、電圧分配部６４に
おいて温度変化に対する最適な駆動電流が予め算出され
ているため、該駆動電流により半導体レーザ素子６１−
２〜６１−ｎのそれぞれが制御され、光出力の安定化が
図られる。
２〜６１−ｎのそれぞれについては、電圧分配部６４に
おいて温度変化に対する最適な駆動電流が予め算出され
ているため、該駆動電流により半導体レーザ素子６１−
２〜６１−ｎのそれぞれが制御され、光出力の安定化が
図られる。
【００２６】これは、集積型半導体レーザアレイ６１に
おいては、単一チップ内に半導体レーザ素子６１−１〜
６１−ｎが収納されているため、半導体レーザ素子６１
−１〜６１−ｎの温度は、ほぼ均一であると考えられる
ためである。
おいては、単一チップ内に半導体レーザ素子６１−１〜
６１−ｎが収納されているため、半導体レーザ素子６１
−１〜６１−ｎの温度は、ほぼ均一であると考えられる
ためである。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
集積型半導体レーザアレイの光出力安定化装置において
は、集積型半導体レーザアレイを構成する複数の半導体
レーザ素子のうち１つの半導体レーザ素子が、その他の
半導体レーザ素子の制御用として用いられる。
集積型半導体レーザアレイの光出力安定化装置において
は、集積型半導体レーザアレイを構成する複数の半導体
レーザ素子のうち１つの半導体レーザ素子が、その他の
半導体レーザ素子の制御用として用いられる。
【００２８】このため、制御用の半導体レーザ素子を設
けるためのスペースが必要となり、更に集積型半導体レ
ーザアレイの他のチャンネルの駆動電流と同等の駆動電
流が必要となるため、消費電流が大きくなり、集積型半
導体レーザアレイの更なる温度上昇を招いてしまうとい
う問題点がある。また、モニター用のフォトディテクタ
が必要となるため、回路の規模が大きくなってしまうと
いう問題点もある。
けるためのスペースが必要となり、更に集積型半導体レ
ーザアレイの他のチャンネルの駆動電流と同等の駆動電
流が必要となるため、消費電流が大きくなり、集積型半
導体レーザアレイの更なる温度上昇を招いてしまうとい
う問題点がある。また、モニター用のフォトディテクタ
が必要となるため、回路の規模が大きくなってしまうと
いう問題点もある。
【００２９】本発明は上述したような従来の技術が有す
る問題点に鑑みてなされたものであって、集積型半導体
レーザアレイ内に設けられる複数の半導体レーザの温度
変化に対する光出力を回路規模の小さな回路で安定化さ
せることができる集積型半導体レーザアレイの光出力安
定化装置を提供することを目的とする。
る問題点に鑑みてなされたものであって、集積型半導体
レーザアレイ内に設けられる複数の半導体レーザの温度
変化に対する光出力を回路規模の小さな回路で安定化さ
せることができる集積型半導体レーザアレイの光出力安
定化装置を提供することを目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、複数の半導体レーザ素子を一体に集積化し
た集積型半導体レーザアレイと、該複数の半導体レーザ
素子を駆動させるための駆動電流を発生して前記複数の
半導体レーザ素子に対して出力する複数の駆動回路ユニ
ットからなる駆動回路と、該駆動電流を発生させるため
の制御信号を前記複数の駆動回路ユニットに対して出力
する複数の駆動電流設定ユニットから構成される駆動電
流設定部とを有してなる集積型半導体レーザアレイの光
出力安定化装置において、温度を感知するための複数の
温度感知点を備え、該複数の温度感知点のいずれかによ
り前記集積型半導体レーザアレイの一部の温度を感知し
て電圧信号に変換して出力する温度／電圧変換手段と、
前記複数の半導体レーザ素子のそれぞれの光出力が温度
変化に対して所望の値となる駆動電流を予め算出し、前
記温度／電圧変換手段から出力された電圧信号に基づい
た温度に対応する駆動電流を発生させるための設定電圧
を前記複数の駆動電流設定ユニットのそれぞれに対して
出力する電圧分配部を有し、前記複数の駆動電流設定ユ
ニットは、前記電圧分配部から出力された設定電圧に基
づいて、前記制御信号を出力することを特徴とする。
に本発明は、複数の半導体レーザ素子を一体に集積化し
た集積型半導体レーザアレイと、該複数の半導体レーザ
素子を駆動させるための駆動電流を発生して前記複数の
半導体レーザ素子に対して出力する複数の駆動回路ユニ
ットからなる駆動回路と、該駆動電流を発生させるため
の制御信号を前記複数の駆動回路ユニットに対して出力
する複数の駆動電流設定ユニットから構成される駆動電
流設定部とを有してなる集積型半導体レーザアレイの光
出力安定化装置において、温度を感知するための複数の
温度感知点を備え、該複数の温度感知点のいずれかによ
り前記集積型半導体レーザアレイの一部の温度を感知し
て電圧信号に変換して出力する温度／電圧変換手段と、
前記複数の半導体レーザ素子のそれぞれの光出力が温度
変化に対して所望の値となる駆動電流を予め算出し、前
記温度／電圧変換手段から出力された電圧信号に基づい
た温度に対応する駆動電流を発生させるための設定電圧
を前記複数の駆動電流設定ユニットのそれぞれに対して
出力する電圧分配部を有し、前記複数の駆動電流設定ユ
ニットは、前記電圧分配部から出力された設定電圧に基
づいて、前記制御信号を出力することを特徴とする。
【００３１】また、前記電圧分配部は、前記集積型半導
体レーザアレイの長手方向の温度分布を予め計測し、前
記温度／電圧変換手段から出力された電圧信号と前記温
度分布とに基づいて前記設定電圧を算出し、前記複数の
駆動電流設定ユニットのそれぞれに対して出力すること
を特徴とする。
体レーザアレイの長手方向の温度分布を予め計測し、前
記温度／電圧変換手段から出力された電圧信号と前記温
度分布とに基づいて前記設定電圧を算出し、前記複数の
駆動電流設定ユニットのそれぞれに対して出力すること
を特徴とする。
【００３２】また、前記電圧分配部は、前記複数の半導
体レーザ素子に対応し、前記温度分布によって抵抗値が
変化する複数の可変抵抗器を有することを特徴とする。
体レーザ素子に対応し、前記温度分布によって抵抗値が
変化する複数の可変抵抗器を有することを特徴とする。
【００３３】また、前記集積型半導体レーザアレイの長
手方向の温度分布を予め計測し、該温度分布に基づいて
前記複数の半導体レーザ素子に対応する基準電圧を設定
して前記複数の駆動電流設定ユニットに対して出力する
複数の基準電圧端子を有し、前記複数の駆動電流設定ユ
ニットは、前記複数の基準電圧端子から出力された基準
電圧と前記電圧分配部にて分配された電圧信号とを比較
し、その差が零または一定になるように前記駆動電流を
設定することを特徴とする。
手方向の温度分布を予め計測し、該温度分布に基づいて
前記複数の半導体レーザ素子に対応する基準電圧を設定
して前記複数の駆動電流設定ユニットに対して出力する
複数の基準電圧端子を有し、前記複数の駆動電流設定ユ
ニットは、前記複数の基準電圧端子から出力された基準
電圧と前記電圧分配部にて分配された電圧信号とを比較
し、その差が零または一定になるように前記駆動電流を
設定することを特徴とする。
【００３４】
【００３５】また、前記複数の駆動電流設定ユニット
は、前記駆動電流としてバイアス電流を設定することを
特徴とする。
は、前記駆動電流としてバイアス電流を設定することを
特徴とする。
【００３６】また、前記複数の駆動電流設定ユニット
は、前記バイアス電流に変調電流を重畳した駆動電流を
前記複数の半導体レーザ素子に対応させて設定し、該変
調電流の振幅を、前記複数の半導体レーザ素子の微分量
子効率の比に基づいて常に一定の比になるように設定す
ることを特徴とする。
は、前記バイアス電流に変調電流を重畳した駆動電流を
前記複数の半導体レーザ素子に対応させて設定し、該変
調電流の振幅を、前記複数の半導体レーザ素子の微分量
子効率の比に基づいて常に一定の比になるように設定す
ることを特徴とする。
【００３７】（作用）上記のように構成された本発明に
おいては、複数の半導体レーザ素子のそれぞれの光出力
が温度変化に対して所望の値となる駆動電流が予め算出
されており、集積型半導体レーザアレイの一部において
検出された温度に対応する駆動電流によって複数の半導
体レーザ素子のそれぞれが駆動される。
おいては、複数の半導体レーザ素子のそれぞれの光出力
が温度変化に対して所望の値となる駆動電流が予め算出
されており、集積型半導体レーザアレイの一部において
検出された温度に対応する駆動電流によって複数の半導
体レーザ素子のそれぞれが駆動される。
【００３８】そのため、集積型半導体レーザアレイ内部
の温度が変化した場合でも、予め算出された温度変化に
対する最適な駆動電流により複数の半導体レーザ素子の
それぞれを駆動することができ、集積型半導体レーザア
レイを構成する全ての半導体レーザ素子について、温度
変化に対する光出力の安定化を図ることができる。
の温度が変化した場合でも、予め算出された温度変化に
対する最適な駆動電流により複数の半導体レーザ素子の
それぞれを駆動することができ、集積型半導体レーザア
レイを構成する全ての半導体レーザ素子について、温度
変化に対する光出力の安定化を図ることができる。
【００３９】また、制御用の半導体レーザ素子やモニタ
ー用のフォトディテクタが不要であるため、消費電流の
増加、回路の大規模化を抑えることができる。
ー用のフォトディテクタが不要であるため、消費電流の
増加、回路の大規模化を抑えることができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
いて図面を参照して説明する。
【００４１】（第１の実施の形態）図１は、本発明の集
積型半導体レーザアレイの光出力安定化装置の第１の実
施の形態の構成を示す図である。
積型半導体レーザアレイの光出力安定化装置の第１の実
施の形態の構成を示す図である。
【００４２】本形態は図１に示すように、半導体レーザ
素子１１−１〜１１−ｎを一体に集積化した集積型半導
体レーザアレイ１１と、半導体レーザ素子１１−１〜１
１−ｎを駆動させるための駆動電流をそれぞれ発生して
出力する駆動回路ユニット１６−１〜１６−ｎからなる
駆動回路１６と、集積型半導体レーザアレイ１１の一部
の温度を感知して電圧信号に変換して出力する温度／電
圧変換手段１７と、半導体レーザ素子１１−１〜１１−
ｎのそれぞれの光出力が温度変化に対して所望の値とな
る駆動電流が予め算出されており、該算出値と温度／電
圧変換手段１７から出力された電圧信号とに基づいて、
半導体レーザ素子１１−１〜１１−ｎを駆動させるため
の最適な駆動電流をそれぞれ設定し、該駆動電流を発生
するための設定電圧を出力する電圧分配部１４と、電圧
分配部１４から出力された設定電圧に基づいて、駆動回
路ユニット１６−１〜１６−ｎにて発生する駆動電流を
制御するための制御信号を駆動回路ユニット１６−１〜
１６−ｎに対して出力する駆動電流設定ユニット１５−
１〜１５−ｎからなる駆動電流設定部１５とから構成さ
れており、駆動回路ユニット１６−１〜１６−ｎは、駆
動電流設定ユニット１５−１〜１５−ｎから出力される
制御信号に基づいて半導体レーザ素子１１−１〜１１−
ｎを駆動させるための駆動電流を発生させる。
素子１１−１〜１１−ｎを一体に集積化した集積型半導
体レーザアレイ１１と、半導体レーザ素子１１−１〜１
１−ｎを駆動させるための駆動電流をそれぞれ発生して
出力する駆動回路ユニット１６−１〜１６−ｎからなる
駆動回路１６と、集積型半導体レーザアレイ１１の一部
の温度を感知して電圧信号に変換して出力する温度／電
圧変換手段１７と、半導体レーザ素子１１−１〜１１−
ｎのそれぞれの光出力が温度変化に対して所望の値とな
る駆動電流が予め算出されており、該算出値と温度／電
圧変換手段１７から出力された電圧信号とに基づいて、
半導体レーザ素子１１−１〜１１−ｎを駆動させるため
の最適な駆動電流をそれぞれ設定し、該駆動電流を発生
するための設定電圧を出力する電圧分配部１４と、電圧
分配部１４から出力された設定電圧に基づいて、駆動回
路ユニット１６−１〜１６−ｎにて発生する駆動電流を
制御するための制御信号を駆動回路ユニット１６−１〜
１６−ｎに対して出力する駆動電流設定ユニット１５−
１〜１５−ｎからなる駆動電流設定部１５とから構成さ
れており、駆動回路ユニット１６−１〜１６−ｎは、駆
動電流設定ユニット１５−１〜１５−ｎから出力される
制御信号に基づいて半導体レーザ素子１１−１〜１１−
ｎを駆動させるための駆動電流を発生させる。
【００４３】なお、電圧分配部１４においては、半導体
レーザ素子１１−１〜１１−ｎのそれぞれについて、発
振しきい値および該発振しきい値の温度特性と微分量子
効率および該微分量子効率の温度特性とが予め計測さ
れ、半導体レーザ素子１１−１〜１１−ｎのそれぞれに
おける光出力および消光比が所望の値となる駆動電流が
予め算出されている。
レーザ素子１１−１〜１１−ｎのそれぞれについて、発
振しきい値および該発振しきい値の温度特性と微分量子
効率および該微分量子効率の温度特性とが予め計測さ
れ、半導体レーザ素子１１−１〜１１−ｎのそれぞれに
おける光出力および消光比が所望の値となる駆動電流が
予め算出されている。
【００４４】このため、温度／電圧変換手段１７から出
力された電圧信号に基づいた温度に対応して半導体レー
ザ素子１１−１〜１１−ｎのそれぞれについて最適な駆
動電流が設定され、該駆動電流を発生させるための設定
電圧が生じ、前記複数の駆動電流設定ユニット１５−１
〜１５−ｎに対してそれぞれ出力される。
力された電圧信号に基づいた温度に対応して半導体レー
ザ素子１１−１〜１１−ｎのそれぞれについて最適な駆
動電流が設定され、該駆動電流を発生させるための設定
電圧が生じ、前記複数の駆動電流設定ユニット１５−１
〜１５−ｎに対してそれぞれ出力される。
【００４５】以下に、上記のように構成された集積型半
導体レーザアレイの光出力安定化装置の動作について説
明する。
導体レーザアレイの光出力安定化装置の動作について説
明する。
【００４６】集積型半導体レーザアレイ１１の一部の温
度が、温度／電圧変換手段１７にて感知されると、ま
ず、温度／電圧変換手段１７において感知された温度が
電圧信号に変換され、電圧分配部１４に対して出力され
る。
度が、温度／電圧変換手段１７にて感知されると、ま
ず、温度／電圧変換手段１７において感知された温度が
電圧信号に変換され、電圧分配部１４に対して出力され
る。
【００４７】電圧分配部１４においては、半導体レーザ
素子１１−１〜１１−ｎのそれぞれの光出力が温度変化
に対して所望の値となる駆動電流が予め算出されてお
り、該算出値と温度／電圧変換手段１７から出力された
電圧信号とに基づいて、半導体レーザ素子１１−１〜１
１−ｎを駆動させるための最適な駆動電流がそれぞれ設
定され、該駆動電流を発生させるための設定電圧が発生
し、該設定電圧が駆動電流設定ユニット１５−１〜１５
−ｎのそれぞれに対して出力される。
素子１１−１〜１１−ｎのそれぞれの光出力が温度変化
に対して所望の値となる駆動電流が予め算出されてお
り、該算出値と温度／電圧変換手段１７から出力された
電圧信号とに基づいて、半導体レーザ素子１１−１〜１
１−ｎを駆動させるための最適な駆動電流がそれぞれ設
定され、該駆動電流を発生させるための設定電圧が発生
し、該設定電圧が駆動電流設定ユニット１５−１〜１５
−ｎのそれぞれに対して出力される。
【００４８】駆動電流設定ユニット１５−１〜１５−ｎ
においては、電圧分配部１４から出力された設定電圧に
基づいて、駆動回路ユニット１６−１〜１６−ｎにて発
生する駆動電流を制御するため制御信号が発生し、駆動
回路ユニット１６−１〜１６−ｎに対してそれぞれ出力
される。
においては、電圧分配部１４から出力された設定電圧に
基づいて、駆動回路ユニット１６−１〜１６−ｎにて発
生する駆動電流を制御するため制御信号が発生し、駆動
回路ユニット１６−１〜１６−ｎに対してそれぞれ出力
される。
【００４９】次に、駆動回路ユニット１６−１〜１６−
ｎにおいて、駆動電流設定ユニット１５−１〜１５−ｎ
から出力された制御信号に基づいて、半導体レーザ素子
１１−１〜１１−ｎを駆動させるための駆動電流が発生
し、半導体レーザ素子１１−１〜１１−ｎに対して出力
される。
ｎにおいて、駆動電流設定ユニット１５−１〜１５−ｎ
から出力された制御信号に基づいて、半導体レーザ素子
１１−１〜１１−ｎを駆動させるための駆動電流が発生
し、半導体レーザ素子１１−１〜１１−ｎに対して出力
される。
【００５０】その後、集積型半導体レーザアレイ１１に
おいて、駆動回路ユニット１６−１〜１６−ｎから出力
された駆動電流により半導体レーザ素子１１−１〜１１
−ｎのそれぞれが駆動する。
おいて、駆動回路ユニット１６−１〜１６−ｎから出力
された駆動電流により半導体レーザ素子１１−１〜１１
−ｎのそれぞれが駆動する。
【００５１】集積型半導体レーザアレイ１１において
は、単一チップ内に半導体レーザ素子１１−１〜１１−
ｎが収納されており、半導体レーザ素子１１−１〜１１
−ｎのそれぞれの温度は、ほぼ均一であると考えられる
ため、上述したように集積型半導体レーザアレイ１１を
駆動することにより、半導体レーザ素子１１−１〜１１
−ｎのそれぞれの光出力の安定化が図られる。
は、単一チップ内に半導体レーザ素子１１−１〜１１−
ｎが収納されており、半導体レーザ素子１１−１〜１１
−ｎのそれぞれの温度は、ほぼ均一であると考えられる
ため、上述したように集積型半導体レーザアレイ１１を
駆動することにより、半導体レーザ素子１１−１〜１１
−ｎのそれぞれの光出力の安定化が図られる。
【００５２】図２は、図１に示した集積型半導体レーザ
アレイ１１の内部の長手方向における温度分布の一例を
示す図である。
アレイ１１の内部の長手方向における温度分布の一例を
示す図である。
【００５３】図２に示すように、集積型半導体レーザア
レイ１１の内部の温度分布は集積度が大きくなると長手
方向に一様ではなくなり、無視できないばらつきが生じ
てしまうことが懸念される。
レイ１１の内部の温度分布は集積度が大きくなると長手
方向に一様ではなくなり、無視できないばらつきが生じ
てしまうことが懸念される。
【００５４】従って、図１に示した集積型半導体レーザ
アレイ１１の集積度が大きな場合、温度／電圧変換手段
１７は、集積型半導体レーザアレイ１１の長手方向につ
いて、温度が最高となる中心部、温度が最低となる末端
部、あるいは中心部と末端部との中間部のいずれかの位
置の温度を感知する方法により温度分布を補償すること
ができる。また、温度／電圧変換手段１７は、上述した
集積型半導体レーザアレイ１１の長手方向の位置のう
ち、２箇所以上の複数の温度を感知し、該温度の平均を
とることにより、温度分布を更に正確に補償することが
できる。
アレイ１１の集積度が大きな場合、温度／電圧変換手段
１７は、集積型半導体レーザアレイ１１の長手方向につ
いて、温度が最高となる中心部、温度が最低となる末端
部、あるいは中心部と末端部との中間部のいずれかの位
置の温度を感知する方法により温度分布を補償すること
ができる。また、温度／電圧変換手段１７は、上述した
集積型半導体レーザアレイ１１の長手方向の位置のう
ち、２箇所以上の複数の温度を感知し、該温度の平均を
とることにより、温度分布を更に正確に補償することが
できる。
【００５５】また、上記温度分布を補償するためには、
図１に示した電圧分配部１４において、集積型半導体レ
ーザアレイ１１の長手方向の温度分布を予め計測し、該
温度分布に基づいて半導体レーザ素子１１−１〜１１−
ｎに対する駆動電流を、温度変化にかかわらず各素子間
で常に相互に一定の比となるように設定することにより
対応することもできる。
図１に示した電圧分配部１４において、集積型半導体レ
ーザアレイ１１の長手方向の温度分布を予め計測し、該
温度分布に基づいて半導体レーザ素子１１−１〜１１−
ｎに対する駆動電流を、温度変化にかかわらず各素子間
で常に相互に一定の比となるように設定することにより
対応することもできる。
【００５６】これは、半導体レーザ素子１１−１〜１１
−ｎのそれぞれの特性温度は、一体化された集積型半導
体レーザアレイ１１内においてはほぼ一定であり、半導
体レーザ素子１１−１〜１１−ｎ間で発振しきい値がば
らついていた場合でも、特性温度は共通であると考えら
れるためである。
−ｎのそれぞれの特性温度は、一体化された集積型半導
体レーザアレイ１１内においてはほぼ一定であり、半導
体レーザ素子１１−１〜１１−ｎ間で発振しきい値がば
らついていた場合でも、特性温度は共通であると考えら
れるためである。
【００５７】なお、特性温度とは、半導体レーザの発振
しきい値の温度特性を示す指標であり、温度変化に対し
て指数関数的に増加する発振しきい値の傾きに対応する
ものである。
しきい値の温度特性を示す指標であり、温度変化に対し
て指数関数的に増加する発振しきい値の傾きに対応する
ものである。
【００５８】また、半導体レーザ素子１１−１〜１１−
ｎに供給する駆動電流としては、バイアス電流と変調電
流とがあり、一般的に光出力を安定化させるために制御
されているのはバイアス電流である。このため、本発明
においても、半導体レーザ素子１１−１〜１１−ｎを駆
動させる駆動電流に対応する制御信号はバイアス電流を
制御するものとする。
ｎに供給する駆動電流としては、バイアス電流と変調電
流とがあり、一般的に光出力を安定化させるために制御
されているのはバイアス電流である。このため、本発明
においても、半導体レーザ素子１１−１〜１１−ｎを駆
動させる駆動電流に対応する制御信号はバイアス電流を
制御するものとする。
【００５９】また、半導体レーザ素子１１−１〜１１−
ｎに供給する駆動電流として、バイアス電流に変調電流
を重畳した重畳電圧を用いる場合は、駆動電流設定ユニ
ット１５−１〜１５−ｎにおいて、上記変調電流の振幅
を、予め計測された半導体レーザ素子１１−１〜１１−
ｎの微分量子効率の比に基づいて、相互に一定の比とな
るように設定することができる。
ｎに供給する駆動電流として、バイアス電流に変調電流
を重畳した重畳電圧を用いる場合は、駆動電流設定ユニ
ット１５−１〜１５−ｎにおいて、上記変調電流の振幅
を、予め計測された半導体レーザ素子１１−１〜１１−
ｎの微分量子効率の比に基づいて、相互に一定の比とな
るように設定することができる。
【００６０】（第２の実施の形態）図３は、本発明の集
積型半導体レーザアレイの光出力安定化装置の第２の実
施の形態の構成を示す図である。
積型半導体レーザアレイの光出力安定化装置の第２の実
施の形態の構成を示す図である。
【００６１】本形態は図３に示すように、図１に示した
ものに対して、温度／電圧変換手段１７をサーミスタか
ら構成される温度／電圧変換手段１７ａとし、また、電
圧分配部１４を複数の可変抵抗器３８−１〜３８−ｎか
ら構成される電圧分配部１４ａとしたものである。
ものに対して、温度／電圧変換手段１７をサーミスタか
ら構成される温度／電圧変換手段１７ａとし、また、電
圧分配部１４を複数の可変抵抗器３８−１〜３８−ｎか
ら構成される電圧分配部１４ａとしたものである。
【００６２】なお、電圧分配部１４ａにおいては、集積
型半導体レーザアレイ１１の長手方向における温度分布
が予め計測されている。
型半導体レーザアレイ１１の長手方向における温度分布
が予め計測されている。
【００６３】以下に、上記のように構成された集積型半
導体レーザアレイの光出力安定化装置の動作について説
明する。
導体レーザアレイの光出力安定化装置の動作について説
明する。
【００６４】集積型半導体レーザアレイ１１の一部の温
度が、温度／電圧変換手段１７aにて感知されると、ま
ず、温度／電圧変換手段１７ａにおいて感知された温度
が電圧信号Ｖに変換されて、電圧分配部１４ａに対して
出力される。
度が、温度／電圧変換手段１７aにて感知されると、ま
ず、温度／電圧変換手段１７ａにおいて感知された温度
が電圧信号Ｖに変換されて、電圧分配部１４ａに対して
出力される。
【００６５】電圧分配部１４ａにおいては、温度／電圧
変換手段１７から出力された電圧信号Ｖと、予め計測さ
れた集積型半導体レーザアレイ１１の長手方向における
温度分布とに基づいて、半導体レーザ素子１１−１〜１
１−ｎのそれぞれの光出力が所望の値となる最適な駆動
電流がそれぞれ設定され、該設定値に基づいて、可変抵
抗３８−１〜３８−ｎの抵抗値が調節され、それによ
り、設定された駆動電流を発生させるための設定電圧が
生じ、該設定電圧が駆動電流設定ユニット１５−１〜１
５−ｎのそれぞれに対して出力される。
変換手段１７から出力された電圧信号Ｖと、予め計測さ
れた集積型半導体レーザアレイ１１の長手方向における
温度分布とに基づいて、半導体レーザ素子１１−１〜１
１−ｎのそれぞれの光出力が所望の値となる最適な駆動
電流がそれぞれ設定され、該設定値に基づいて、可変抵
抗３８−１〜３８−ｎの抵抗値が調節され、それによ
り、設定された駆動電流を発生させるための設定電圧が
生じ、該設定電圧が駆動電流設定ユニット１５−１〜１
５−ｎのそれぞれに対して出力される。
【００６６】このため、電圧分配部１４ａから出力され
た設定電圧は、集積型半導体レーザアレイ１１の長手方
向における温度分布に基づいた電圧信号となっている。
た設定電圧は、集積型半導体レーザアレイ１１の長手方
向における温度分布に基づいた電圧信号となっている。
【００６７】駆動電流設定ユニット１５−１〜１５−ｎ
においては、電圧分配部１４ａから出力された設定電圧
に基づいて、駆動回路ユニット１６−１〜１６−ｎにて
発生する駆動電流を制御するための制御信号が生じ、駆
動回路ユニット１６−１〜１６−ｎに対してそれぞれ出
力される。
においては、電圧分配部１４ａから出力された設定電圧
に基づいて、駆動回路ユニット１６−１〜１６−ｎにて
発生する駆動電流を制御するための制御信号が生じ、駆
動回路ユニット１６−１〜１６−ｎに対してそれぞれ出
力される。
【００６８】次に、駆動回路ユニット１６−１〜１６−
ｎにおいて、駆動電流設定ユニット１５−１〜１５−ｎ
から出力された制御信号に基づいて、半導体レーザ素子
１１−１〜１１−ｎを駆動させるための駆動電流が発生
し、半導体レーザ素子１１−１〜１１−ｎに対して出力
される。
ｎにおいて、駆動電流設定ユニット１５−１〜１５−ｎ
から出力された制御信号に基づいて、半導体レーザ素子
１１−１〜１１−ｎを駆動させるための駆動電流が発生
し、半導体レーザ素子１１−１〜１１−ｎに対して出力
される。
【００６９】その後、集積型半導体レーザアレイ１１に
おいて、駆動回路ユニット１６−１〜１６−ｎから出力
された駆動電流により半導体レーザ素子１１−１〜１１
−ｎのそれぞれが駆動する。
おいて、駆動回路ユニット１６−１〜１６−ｎから出力
された駆動電流により半導体レーザ素子１１−１〜１１
−ｎのそれぞれが駆動する。
【００７０】（第３の実施の形態）図４は、本発明の集
積型半導体レーザアレイの光出力安定化装置の第３の実
施の形態の構成を示す図である。
積型半導体レーザアレイの光出力安定化装置の第３の実
施の形態の構成を示す図である。
【００７１】本形態は図４に示すように、図１に示した
ものに対して、集積型半導体レーザアレイ１１の長手方
向における温度分布が予め計測され、該温度分布に基づ
いて基準電圧を発生させ、該基準電圧を駆動電流設定部
ユニット１５−１〜１５−ｎのそれぞれに対して出力す
る複数の基準電圧入力端子４９−１〜４９−ｎから構成
される基準電圧入力部４９が追加されて構成されてい
る。
ものに対して、集積型半導体レーザアレイ１１の長手方
向における温度分布が予め計測され、該温度分布に基づ
いて基準電圧を発生させ、該基準電圧を駆動電流設定部
ユニット１５−１〜１５−ｎのそれぞれに対して出力す
る複数の基準電圧入力端子４９−１〜４９−ｎから構成
される基準電圧入力部４９が追加されて構成されてい
る。
【００７２】以下に、上記のように構成された集積型半
導体レーザアレイの光出力安定化装置の動作について説
明する。
導体レーザアレイの光出力安定化装置の動作について説
明する。
【００７３】集積型半導体レーザアレイ１１の一部の温
度が、温度／電圧変換手段１７にて感知されると、ま
ず、温度／電圧変換手段１７において感知された温度が
電圧信号に変換され、電圧分配部１４に対して出力され
る。
度が、温度／電圧変換手段１７にて感知されると、ま
ず、温度／電圧変換手段１７において感知された温度が
電圧信号に変換され、電圧分配部１４に対して出力され
る。
【００７４】電圧分配部１４においては、半導体レーザ
素子１１−１〜１１−ｎのそれぞれの光出力が温度変化
に対して所望の値となる駆動電流が予め算出されてお
り、該算出値と温度／電圧変換手段１７から出力された
電圧信号とに基づいて、半導体レーザ素子１１−１〜１
１−ｎを駆動させるための最適な駆動電流がそれぞれ設
定され、該駆動電流を発生させるための設定電圧が生
じ、駆動電流設定ユニット１５−１〜１５−ｎのそれぞ
れに対して出力される。
素子１１−１〜１１−ｎのそれぞれの光出力が温度変化
に対して所望の値となる駆動電流が予め算出されてお
り、該算出値と温度／電圧変換手段１７から出力された
電圧信号とに基づいて、半導体レーザ素子１１−１〜１
１−ｎを駆動させるための最適な駆動電流がそれぞれ設
定され、該駆動電流を発生させるための設定電圧が生
じ、駆動電流設定ユニット１５−１〜１５−ｎのそれぞ
れに対して出力される。
【００７５】駆動電流設定ユニット１５−１〜１５−ｎ
においては、電圧分配部１４から出力された設定電圧
と、基準電圧入力端子４９−１〜４９−ｎにおいて予め
計測された集積型半導体レーザアレイ１１の長手方向に
おける温度分布に基づいて設定された基準電圧とが入力
され、該設定電圧と該基準電圧との差が零または一定と
なるような駆動電流が設定され、駆動回路ユニット１６
−１〜１６−ｎにて発生する駆動電流を制御するための
制御信号が生じ、駆動回路ユニット１６−１〜１６−ｎ
に対して出力される。
においては、電圧分配部１４から出力された設定電圧
と、基準電圧入力端子４９−１〜４９−ｎにおいて予め
計測された集積型半導体レーザアレイ１１の長手方向に
おける温度分布に基づいて設定された基準電圧とが入力
され、該設定電圧と該基準電圧との差が零または一定と
なるような駆動電流が設定され、駆動回路ユニット１６
−１〜１６−ｎにて発生する駆動電流を制御するための
制御信号が生じ、駆動回路ユニット１６−１〜１６−ｎ
に対して出力される。
【００７６】このため、駆動電流設定ユニット１５−１
〜１５−ｎから出力された制御信号は、集積型半導体レ
ーザアレイ１１の長手方向における温度分布に基づいた
制御信号となっている。
〜１５−ｎから出力された制御信号は、集積型半導体レ
ーザアレイ１１の長手方向における温度分布に基づいた
制御信号となっている。
【００７７】次に、駆動回路ユニット１６−１〜１６−
ｎにおいて、駆動電流設定ユニット１５−１〜１５−ｎ
から出力された制御信号に基づいて、半導体レーザ素子
１１−１〜１１−ｎを駆動させるための駆動電流が発生
し、半導体レーザ素子１１−１〜１１−ｎに対して出力
される。
ｎにおいて、駆動電流設定ユニット１５−１〜１５−ｎ
から出力された制御信号に基づいて、半導体レーザ素子
１１−１〜１１−ｎを駆動させるための駆動電流が発生
し、半導体レーザ素子１１−１〜１１−ｎに対して出力
される。
【００７８】その後、集積型半導体レーザアレイ１１に
おいて、駆動回路１６−１〜１６−ｎから出力された駆
動電流により半導体レーザ素子１１−１〜１１−ｎのそ
れぞれが駆動する。
おいて、駆動回路１６−１〜１６−ｎから出力された駆
動電流により半導体レーザ素子１１−１〜１１−ｎのそ
れぞれが駆動する。
【００７９】上述したように、第２の実施の形態におい
ては、電圧分配部１４ａ（図３参照）から出力される制
御電圧を集積型半導体レーザアレイ１１の長手方向にお
ける温度分布に基づいて異ならせ、該制御電圧を駆動電
流設定ユニット１５−１〜１５−ｎのそれぞれに与える
ことにより、半導体レーザ素子１１−１〜１１−ｎを駆
動させるための駆動電流の比を常に一定としており、ま
た、第３の実施の形態においては、基準電圧入力部４９
（図４参照）から出力される基準電圧を集積型半導体レ
ーザアレイ１１の長手方向における温度分布に基づいて
異ならせ、該制御信号を駆動電流設定ユニット１５−１
〜１５−ｎのそれぞれに与えることにより、半導体レー
ザ素子１１−１〜１１−ｎを駆動させるための駆動電流
の比を常に一定としており、これにより、温度分布を補
償するとともに温度変化に対して光出力を安定化させる
ことができる。また、これらの手段を組み合わせること
により、更に積極的に温度分布を補償することができ
る。
ては、電圧分配部１４ａ（図３参照）から出力される制
御電圧を集積型半導体レーザアレイ１１の長手方向にお
ける温度分布に基づいて異ならせ、該制御電圧を駆動電
流設定ユニット１５−１〜１５−ｎのそれぞれに与える
ことにより、半導体レーザ素子１１−１〜１１−ｎを駆
動させるための駆動電流の比を常に一定としており、ま
た、第３の実施の形態においては、基準電圧入力部４９
（図４参照）から出力される基準電圧を集積型半導体レ
ーザアレイ１１の長手方向における温度分布に基づいて
異ならせ、該制御信号を駆動電流設定ユニット１５−１
〜１５−ｎのそれぞれに与えることにより、半導体レー
ザ素子１１−１〜１１−ｎを駆動させるための駆動電流
の比を常に一定としており、これにより、温度分布を補
償するとともに温度変化に対して光出力を安定化させる
ことができる。また、これらの手段を組み合わせること
により、更に積極的に温度分布を補償することができ
る。
【００８０】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
複数の半導体レーザ素子のそれぞれの光出力が温度変化
に対して所望の値となる駆動電流が予め算出されてお
り、集積型半導体レーザアレイの一部の温度に対応する
駆動電流によって複数の半導体レーザ素子のそれぞれを
駆動させているため、集積型半導体レーザアレイ内の全
ての半導体レーザ素子について、温度変化に対する光出
力の安定化を図ることができる。
複数の半導体レーザ素子のそれぞれの光出力が温度変化
に対して所望の値となる駆動電流が予め算出されてお
り、集積型半導体レーザアレイの一部の温度に対応する
駆動電流によって複数の半導体レーザ素子のそれぞれを
駆動させているため、集積型半導体レーザアレイ内の全
ての半導体レーザ素子について、温度変化に対する光出
力の安定化を図ることができる。
【００８１】また、制御用の半導体レーザ素子やモニタ
ー用のフォトディテクタが不要であるため、消費電流の
増加、回路の大規模化を抑えることができる。
ー用のフォトディテクタが不要であるため、消費電流の
増加、回路の大規模化を抑えることができる。
【図１】本発明の集積型半導体レーザの出力安定化装置
の第１の実施の形態の構成を示す図である。
の第１の実施の形態の構成を示す図である。
【図２】集積型半導体レーザアレイにおける温度分布の
一例を示す図である。
一例を示す図である。
【図３】本発明の集積型半導体レーザの出力安定化装置
の第２の実施の形態の構成を示す図である。
の第２の実施の形態の構成を示す図である。
【図４】本発明の集積型半導体レーザの出力安定化装置
の第３の実施の形態の構成を示す図である。
の第３の実施の形態の構成を示す図である。
【図５】従来の単体の半導体レーザの光出力安定化回路
の一構成例を示す図である。
の一構成例を示す図である。
【図６】従来の集積型半導体レーザアレイの出力安定化
装置の一構成例を示す図である。
装置の一構成例を示す図である。
１１ 集積型半導体レーザアレイ
１１−１〜１１−ｎ 半導体レーザ
１２ フォトダイオード
１３ 電流・電圧変換部
１４，１４ａ 電圧分配部
１５ 駆動電流設定部
１５−１〜１５−ｎ 駆動電流設定部ユニット
１６ 駆動回路
１６−１〜１６−ｎ 駆動回路ユニット
１７，１７ａ 温度／電圧変換手段
３８−１〜３８−ｎ 可変抵抗器
４９ 基準電圧入力部
４９−１〜４９−ｎ 基準電圧入力端子
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−167170（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−29688（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−36777（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−270783（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−312441（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−216586（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−175613（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−214043（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01S 5/00 - 5/50
H01L 33/00
Claims (6)
- 【請求項１】 複数の半導体レーザ素子を一体に集積化
した集積型半導体レーザアレイと、該複数の半導体レー
ザ素子を駆動させるための駆動電流を発生して前記複数
の半導体レーザ素子に対して出力する複数の駆動回路ユ
ニットからなる駆動回路と、該駆動電流を発生させるた
めの制御信号を前記複数の駆動回路ユニットに対して出
力する複数の駆動電流設定ユニットから構成される駆動
電流設定部とを有してなる集積型半導体レーザアレイの
光出力安定化装置において、温度を感知するための複数の温度感知点を備え、該複数
の温度感知点のいずれかにより 前記集積型半導体レーザ
アレイの一部の温度を感知して電圧信号に変換して出力
する温度／電圧変換手段と、 前記複数の半導体レーザ素子のそれぞれの光出力が温度
変化に対して所望の値となる駆動電流を予め算出し、前
記温度／電圧変換手段から出力された電圧信号に基づい
た温度に対応する駆動電流を発生させるための設定電圧
を前記複数の駆動電流設定ユニットのそれぞれに対して
出力する電圧分配部を有し、 前記複数の駆動電流設定ユニットは、前記電圧分配部か
ら出力された設定電圧に基づいて、前記制御信号を出力
することを特徴とする集積型半導体レーザアレイの光出
力安定化装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の集積型半導体レーザア
レイの光出力安定化装置において、 前記電圧分配部は、前記集積型半導体レーザアレイの長
手方向の温度分布を予め計測し、前記温度／電圧変換手
段から出力された電圧信号と前記温度分布とに基づいて
前記設定電圧を算出し、前記複数の駆動電流設定ユニッ
トのそれぞれに対して出力することを特徴とする集積型
半導体レーザアレイの光出力安定化装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載の集積型半導体レーザア
レイの光出力安定化装置において、 前記電圧分配部は、前記複数の半導体レーザ素子に対応
し、前記温度分布によって抵抗値が変化する複数の可変
抵抗器を有することを特徴とする集積型半導体レーザア
レイの光出力安定化装置。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
集積型半導体レーザアレイの光出力安定化装置におい
て、 前記集積型半導体レーザアレイの長手方向の温度分布を
予め計測し、該温度分布に基づいて前記複数の半導体レ
ーザ素子に対応する基準電圧を設定して前記複数の駆動
電流設定ユニットに対して出力する複数の基準電圧端子
を有し、 前記複数の駆動電流設定ユニットは、前記複数の基準電
圧端子から出力された基準電圧と前記電圧分配部にて分
配された電圧信号とを比較し、その差が零または一定に
なるように前記駆動電流を設定することを特徴とする集
積型半導体レーザアレイの光出力安定化装置。 - 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の
集積型半導体レーザアレイの光出力安定化装置におい
て、 前記複数の駆動電流設定ユニットは、前記駆動電流とし
てバイアス電流を設定することを特徴とする集積型半導
体レーザアレイの光出力安定化装置。 - 【請求項６】 請求項５に記載の集積型半導体レーザア
レイの光出力安定化装置において、 前記複数の駆動電流設定ユニットは、前記バイアス電流
に変調電流を重畳した駆動電流を前記複数の半導体レー
ザ素子に対応させて設定し、該変調電流の振幅を、前記
複数の半導体レーザ素子の微分量子効率の比に基づいて
常に一定の比になるように設定することを特徴とする集
積型半導体レーザアレイの光出力安定化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07769699A JP3463741B2 (ja) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | 集積型半導体レーザアレイの光出力安定化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07769699A JP3463741B2 (ja) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | 集積型半導体レーザアレイの光出力安定化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000277848A JP2000277848A (ja) | 2000-10-06 |
| JP3463741B2 true JP3463741B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=13641067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07769699A Expired - Fee Related JP3463741B2 (ja) | 1999-03-23 | 1999-03-23 | 集積型半導体レーザアレイの光出力安定化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3463741B2 (ja) |
-
1999
- 1999-03-23 JP JP07769699A patent/JP3463741B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000277848A (ja) | 2000-10-06 |
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