JP3648302B2 - Semiconductor laser drive device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体レーザ駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図4は半導体レーザの電流−光変換特性(以後I−L特性という)を示す。半導体レーザのスイッチング駆動において、そのスイッチング特性をよくするために一般に発振開始電流Ith程度のバイアス電流を半導体レーザに与え、半導体レーザ発光領域(LD発光領域)での光スイッチングが行われるようにしている。この半導体レーザに与えるバイアス電流は、多くの場合、実施の容易性から固定バイアス電流となっている。
また、CPUによって半導体レーザのI−L特性を測定して半導体レーザのバイアス電流を決定する装置が特開平3−132774号公報に記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
半導体レーザのI−L特性は、図5に示すように個々の半導体レーザでIth、微分効率ηが異なるI−L特性A、B・・・となるので、個々の半導体レーザに対して固定バイアス電流値を調整する必要が有り、その調整は煩雑であり、かつ、調整結果は必ずしも個々の半導体レーザに対して最適なものとは言い難い状態であった。
【0004】
また、半導体レーザのI−L特性は、環境温度、経年変化によって電流−光変換効率が悪くなるように例えば図6に示すI−L特性CからI−L特性Dへ変化する。半導体レーザを点灯させるときにその発光光量を一定にすることが必要である場合には、半導体レーザの発光光量が一定になるように半導体レーザの発光光量を見ながら半導体レーザに流す電流を増減させるオートパワーコントロール(APC)が行われる。
【0005】
半導体レーザに与えるバイアス電流を固定バイアス電流とする固定バイアス方式では、半導体レーザのスイッチング電流を図7に示すような半導体レーザのI−L特性Eでの値から図8に示すような半導体レーザのI−L特性Fでの値に増加させることになり、半導体レーザにバイアス電流を与えている効果が半導体レーザのI−L特性の変化により徐々に小さくなってしまう。
【0006】
また、上記特開平3−132774号公報記載の装置では、CPUによって半導体レーザのI−L特性を測定して半導体レーザのバイアス電流を決定するので、大きなシステムとなり、高価な装置となる。
【0007】
本発明は、上記問題点を改善し、半導体レーザのI−L特性の環境温度、経年変化や個々の半導体レーザに対して適正なバイアス電流を調整工程を設けることなく自動的に設定できて安価に実現できる半導体レーザ駆動装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、半導体レーザのスイッチング駆動時に該半導体レーザにバイアス電流を与えるバイアス電流回路と、前記半導体レーザにスイッチング電流を与えるスイッチング電流回路とを備えた半導体レーザ駆動装置において、前記バイアス電流回路は、アップカウントもしくはダウンカウントをする第1のカウンタと、アップカウントモードとダウンカウントモードに切り換えられる第2のカウンタと、前記第1のカウンタのデータもしくは前記第2のカウンタのデータにしたがった信号を出力する1個もしくは複数個のD/Aコンバータとを含み、このD/Aコンバータの出力信号に応じたバイアス電流を前記半導体レーザに流して前記半導体レーザの出力を検出し、この検出結果を用いて前記第1のカウンタ及び前記第2のカウンタを制御して前記バイアス電流を設定するものである。
【0009】
請求項2記載の発明は、半導体レーザのスイッチング駆動時に該半導体レーザにバイアス電流を与えるバイアス電流回路と、前記半導体レーザにスイッチング電流を与えるスイッチング電流回路とを備えた半導体レーザ駆動装置において、前記バイアス電流回路は、アップカウントもしくはダウンカウントをする第1のカウンタと、アップカウントモードとダウンカウントモードに切り換えられる第2のカウンタと、前記第1のカウンタもしくは前記第2のカウンタのデータにしたがった信号を出力するD/Aコンバータと、このD/Aコンバータの出力にしたがってバイアス電流を発生して前記半導体レーザに流す電流源とを含み、前記半導体レーザの出力を検出してこの検出結果を用いて前記第1のカウンタ及び前記第2のカウンタを制御して前記バイアス電流を設定するものである。
【0010】
請求項3記載の発明は、半導体レーザのスイッチング駆動時に該半導体レーザにバイアス電流を与えるバイアス電流回路と、前記半導体レーザにスイッチング電流を与えるスイッチング電流回路とを備えた半導体レーザ駆動装置において、前記バイアス電流回路は、アップカウントもしくはダウンカウントをする第1のカウンタと、この第1のカウンタのデータにしたがった信号を出力する第1のD/Aコンバータと、アップカウントモードとダウンカウントモードに切り換えられる第2のカウンタと、この第2のカウンタのデータにしたがった信号を出力する第2のD/Aコンバータと、前記第1のD/Aコンバータ及び前記第2のD/Aコンバータのいずれかの信号にしたがってバイアス電流を発生して前記半導体レーザに流す電流源とを含み、前記半導体レーザの出力を検出してこの検出結果を用いて前記第1のカウンタ及び前記第2のカウンタを制御して前記バイアス電流を設定するものである。
【0011】
請求項4記載の発明は、半導体レーザのスイッチング駆動時に該半導体レーザにバイアス電流を与えるバイアス電流回路と、前記半導体レーザにスイッチング電流を与えるスイッチング電流回路とを備えた半導体レーザ駆動装置において、前記バイアス電流回路は、アップカウントもしくはダウンカウントをする第1のカウンタと、この第1のカウンタのデータにしたがった信号を出力する第1のD/Aコンバータと、この第1のD/Aコンバータが出力する信号にしたがった電流を発生する第1の電流源と、アップカウントモードとダウンカウントモードに切り換えられる第2のカウンタと、この第2のカウンタのデータにしたがった信号を出力する第2のD/Aコンバータと、この第2のD/Aコンバータが出力する信号にしたがった電流を発生する第2の電流源と、前記第1の電流源及び前記第2の電流源のいずれかの電流をバイアス電流として前記半導体レーザに流す信号切り換え器とを含み、前記半導体レーザの出力を検出してこの検出結果を用いて前記第1のカウンタ及び前記第2のカウンタを制御して前記バイアス電流を設定するものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の第1実施形態例を示す。
この第1実施形態例の半導体レーザ駆動装置は、請求項1、4記載の発明の実施形態例であり、半導体レーザ11にバイアス電流を供給するバイアス電流回路と、半導体レーザ11にスイッチング電流を供給するスイッチング電流回路を有する。バイアス電流回路は、アップカウントもしくはダウンカウントをする第1のカウンタ12と、この第1のカウンタ12のカウントデータにしたがった信号を出力する第1のD/Aコンバータ13と、この第1のD/Aコンバータ13が出力する信号にしたがった電流を発生する第1の電流源14と、アップカウントモードとダウンカウントモードが切り換えられる第2のカウンタ15と、この第2のカウンタ15のカウントデータにしたがった信号を出力する第2のD/Aコンバータ16と、この第2のD/Aコンバータが出力する信号にしたがった電流を発生する第2の電流源17と、第1の電流源14及び第2の電流源17のいずれかの電流をバイアス電流Ibとする信号切り換え器18によって構成される。
【0013】
また、スイッチング電流回路は、半導体レーザ11にスイッチング電流Iswを供給する電流源19と、半導体レーザ点灯指示信号によって電流源19からのスイッチング電流Iswを半導体レーザ11に流すスイッチング回路20によって構成される。スイッチング回路20が開いているときには電流源19から供給されるスイッチング電流Iswがスイッチング回路20により阻止されて半導体レーザ11には流れない。スイッチング回路20が半導体レーザ点灯指示信号によって閉じると、電流源19から供給されるスイッチング電流Iswがスイッチング回路20を通して半導体レーザ11に流れる。半導体レーザ11のスイッチング駆動時には、信号切り換え器18が制御手段としてのコントロール回路21により電流源17側に切り換えられることで、半導体レーザ11に電流源17からバイアス電流が与えられる。
【0014】
図9はバイアス電流Ibと半導体レーザ11の発光光量の変化の様子を示し、図10はコントロール回路21の処理フローを示す。バイアス電流Ibの設定を行う場合には、コントロール回路21は、スイッチング回路20を開いた状態とすることで、半導体レーザ11にスイッチング電流Iswを供給しない状態とし、バイアス電流設定指示信号が入力されることにより、図10に示すような処理フローを実行する。
【0015】
すなわち、コントロール回路21は、バイアス電流設定指示信号が入力されることにより、第1のカウンタ12および第2のカウンタ15をリセット状態とし、信号切り換え器18を第1の電流源14側に切り換えることで第1の電流源14を半導体レーザ11に接続した状態にする。したがって、第1のカウンタ12のカウントデータが第1のD/Aコンバータ13によりアナログ信号に変換されて第1の電流源14に印加され、第1の電流源14の供給電流が0Aに設定された状態となる。また、第2のカウンタ15のカウントデータが第2のD/Aコンバータ16によりアナログ信号に変換されて第2の電流源17に印加され、第2の電流源17の供給電流が0Aに設定された状態となる。
【0016】
そして、コントロール回路21は第1のカウンタ12および第2のカウンタ15を同時にイネーブル状態とし、第1のカウンタ12および第2のカウンタ15が同時に図示しない回路からのクロックのカウントを開始して第1の電流源14および第2の電流源17の設定電流が同じ勾配で増加を始める。このとき、第1のカウンタ12はクロックを例えばアップカウントし、第2のカウンタ15は例えばアップカウントモードでクロックをアップカウントする。第1の電流源14が発生した電流は信号切り換え器18を通して半導体レーザ11に流れ、半導体レーザ11はそのI−L特性にしたがって発光を始める。
【0017】
半導体レーザ11の発する光は光検出器22に入射してその光量が光検出器22により検出され、光検出器22の出力信号が増幅器23を経て第1のコンパレータ24と第2のコンパレータ25に伝えられる。第1のコンパレータ24は、増幅器23の出力電圧を基準電圧Vref1と比較することで、半導体レーザ11の発光光量が第1の所定の光量Paに達したことを検出する。また、第2のコンパレータ25は、増幅器23の出力電圧を基準電圧Vref2と比較することで、半導体レーザ11の発光光量が第2の所定の光量Pbに達したことを検出する。
【0018】
コントロール回路21は、第1のコンパレータ24の出力信号と第2のコンパレータ25の出力信号が入力され、第1のコンパレータ24の出力信号により半導体レーザ11の発する光量が第1の所定の光量Paに達したときに第2のカウンタ15をアップカウントモードからダウンカウントモードに反転させる。したがって、第2のカウンタ15はクロックをダウンカウントし、第2の電流源17の供給電流が第2のカウンタ15のカウントデータに応じて増加したときと同じ勾配で減少を始める。
【0019】
その後、コントロール回路21は、第2のコンパレータ25の出力信号により半導体レーザ11の発する光量が第2の所定の光量Pbに達したときに第2のカウンタ15のカウントを停止させ、信号切り換え器18を第2の電流源17側に切り換えることで第2の電流源17を半導体レーザ11に接続し、バイアス電流Ibの設定を終了してバイアス電流設定終了信号を外部へ出力する。
【0020】
ここに、所定の第1の光量Paと所定の第2の光量Pbを(Pb≒2Pa)とすることにより、Ib≒Ithとすることができる。このため、半導体レーザのI−L特性の環境温度、経年変化や個々の半導体レーザに対して適正なバイアス電流を調整工程を設けることなく自動的に設定できて安価に実現できる。
【0021】
このように、第1実施形態例は、請求項1記載の発明の実施形態例であって、半導体レーザ11のスイッチング駆動時に該半導体レーザ11にバイアス電流を与えるバイアス電流回路と、半導体レーザ11にスイッチング電流を与える電流源19及びスイッチング回路20からなるスイッチング電流回路とを備えた半導体レーザ駆動装置において、前記バイアス電流回路は、アップカウントもしくはダウンカウントをする第1のカウンタ12と、アップカウントモードとダウンカウントモードに切り換えられる第2のカウンタ15と、第1のカウンタ12のカウントデータもしくは第2のカウンタ15のカウントデータにしたがった信号を出力する1個もしくは複数個のD/Aコンバータ13、16とを含み、このD/Aコンバータ13、16の出力信号に応じたバイアス電流を半導体レーザ11に流して半導体レーザ11の出力を光検出器22で検出し、この検出結果を用いてコントロール回路21により第1のカウンタ12及び第2のカウンタ15を制御してバイアス電流を設定するので、半導体レーザのI−L特性の環境温度、経年変化や個々の半導体レーザに対して適正なバイアス電流を調整工程を設けることなく自動的に設定できて安価に実現できる。
【0022】
また、第1実施形態例は、請求項4記載の発明の実施形態例であって、半導体レーザ11のスイッチング駆動時に該半導体レーザ11にバイアス電流を与えるバイアス電流回路と、半導体レーザ11にスイッチング電流を与える電流源19及びスイッチング回路20からなるスイッチング電流回路とを備えた半導体レーザ駆動装置において、前記バイアス電流回路は、アップカウントもしくはダウンカウントをする第1のカウンタ12と、この第1のカウンタ12のカウントデータにしたがった信号を出力する第1のD/Aコンバータ13と、この第1のD/Aコンバータ13が出力する信号にしたがった電流を発生する第1の電流源14と、アップカウントモードとダウンカウントモードに切り換えられる第2のカウンタ15と、この第2のカウンタ15のカウントデータにしたがった信号を出力する第2のD/Aコンバータ16と、この第2のD/Aコンバータ16が出力する信号にしたがった電流を発生する第2の電流源17と、第1の電流源14及び第2の電流源17のいずれかの電流をバイアス電流として半導体レーザ11に流す信号切り換え器18とを含み、半導体レーザ11の出力を光検出器22で検出してこの検出結果を用いてコントロール回路21により第1のカウンタ12及び第2のカウンタ15を制御してバイアス電流を設定するので、半導体レーザのI−L特性の環境温度、経年変化や個々の半導体レーザに対して適正なバイアス電流を調整工程を設けることなく自動的に設定できて安価に実現できる。
【0023】
図2は本発明の第2実施形態例を示す。
この第2実施形態例の半導体レーザ駆動装置は、請求項3記載の発明の実施形態例であり、上記第1実施形態例において、第1の電流源14と第2の電流源17を1つの電流源14に統合したものである。電流源14から供給される電流は半導体レーザ11へ直接流れる。信号切り換え器18は第1のD/Aコンバータ13及び第2のD/Aコンバータ16と電流源14との間に設けられて第1のD/Aコンバータ13及び第2のD/Aコンバータ16のいずれかの出力信号を電流源14に印加し、電流源14が第1のD/Aコンバータ13及び第2のD/Aコンバータ16のいずれかの出力信号にしたがってバイアス電流を発生する。
【0024】
コントロール回路21は、バイアス電流Ibの設定を行う場合には最初は信号切り換え器18を第1のD/Aコンバータ13側に切り換えることで第1のD/Aコンバータ13の出力信号を電流源14に印加し、その後第2のコンパレータ25の出力信号により半導体レーザ11の発する光量が第2の所定の光量Pbに達したときに信号切り換え器18を第2のD/Aコンバータ16側に切り換えることで第2のD/Aコンバータ16の出力信号を電流源14に印加する。
【0025】
この第2実施形態例は、請求項3記載の発明の実施形態例であって、半導体レーザ11のスイッチング駆動時に該半導体レーザ11にバイアス電流を与えるバイアス電流回路と、半導体レーザ11にスイッチング電流を与える電流源19及びスイッチング回路20からなるスイッチング電流回路とを備えた半導体レーザ駆動装置において、前記バイアス電流回路は、アップカウントもしくはダウンカウントをする第1のカウンタ12と、この第1のカウンタ12のカウントデータにしたがった信号を出力する第1のD/Aコンバータ13と、アップカウントモードとダウンカウントモードに切り換えられる第2のカウンタ15と、この第2のカウンタ15のカウントデータにしたがった信号を出力する第2のD/Aコンバータ16と、第1のD/Aコンバータ13及び第2のD/Aコンバータ16のいずれかの信号にしたがってバイアス電流を発生して半導体レーザ11に流す電流源14とを含み、半導体レーザ11の出力を光検出器22で検出してこの検出結果を用いてコントロール回路21により第1のカウンタ12及び第2のカウンタ15を制御してバイアス電流を設定するので、半導体レーザのI−L特性の環境温度、経年変化や個々の半導体レーザに対して適正なバイアス電流を調整工程を設けることなく自動的に設定できて安価に実現できる。
【0026】
図3は本発明の第3実施形態例を示す。
この第3実施形態例の半導体レーザ駆動装置は、請求項2記載の発明の実施形態例であり、上記第2実施形態例において、第1のD/Aコンバータ13と第2のD/Aコンバータ16を1つのD/Aコンバータ13に統合したものである。D/Aコンバータ13からのアナログ信号は電流源14へ直接印加される。信号切り換え器18は第1のカウンタ12及び第2のカウンタ15とD/Aコンバータ13との間に設けられて第1のカウンタ12及び第2のカウンタ15のいずれかのカウントデータをD/Aコンバータ13に与え、D/Aコンバータ13が第1のカウンタ12及び第2のカウンタ15のいずれかのカウントデータをアナログ信号に変換する。
【0027】
コントロール回路21は、バイアス電流Ibの設定を行う場合には最初は信号切り換え器18を第1のカウンタ12側に切り換えることで第1のカウンタ12からのカウントデータをD/Aコンバータ13に与え、その後第2のコンパレータ25の出力信号により半導体レーザ11の発する光量が第2の所定の光量Pbに達したときに信号切り換え器18を第2のカウンタ15側に切り換えることで第2のカウンタ15からのカウントデータをD/Aコンバータ13に与える。
【0028】
この第3実施形態例は、請求項2記載の発明の実施形態例であって、半導体レーザ11のスイッチング駆動時に該半導体レーザ11にバイアス電流を与えるバイアス電流回路と、半導体レーザ11にスイッチング電流を与える電流源19及びスイッチング回路20からなるスイッチング電流回路とを備えた半導体レーザ駆動装置において、前記バイアス電流回路は、アップカウントもしくはダウンカウントをする第1のカウンタ12と、アップカウントモードとダウンカウントモードに切り換えられる第2のカウンタ15と、第1のカウンタ12もしくは第2のカウンタ15のデータにしたがった信号を出力するD/Aコンバータ13と、このD/Aコンバータ13の出力にしたがってバイアス電流を発生して半導体レーザ11に流す電流源14とを含み、半導体レーザ11の出力を光検出器22で検出してこの検出結果を用いてコントロール回路21により第1のカウンタ12及び第2のカウンタ15を制御してバイアス電流を設定するので、半導体レーザのI−L特性の環境温度、経年変化や個々の半導体レーザに対して適正なバイアス電流を調整工程を設けることなく自動的に設定できて安価に実現できる。
【0029】
【発明の効果】
以上のように請求項1記載の発明によれば、半導体レーザのスイッチング駆動時に該半導体レーザにバイアス電流を与えるバイアス電流回路と、前記半導体レーザにスイッチング電流を与えるスイッチング電流回路とを備えた半導体レーザ駆動装置において、前記バイアス電流回路は、アップカウントもしくはダウンカウントをする第1のカウンタと、アップカウントモードとダウンカウントモードに切り換えられる第2のカウンタと、前記第1のカウンタのデータもしくは前記第2のカウンタのデータにしたがった信号を出力する1個もしくは複数個のD/Aコンバータとを含み、このD/Aコンバータの出力信号に応じたバイアス電流を前記半導体レーザに流して前記半導体レーザの出力を検出し、この検出結果を用いて前記第1のカウンタ及び前記第2のカウンタを制御して前記バイアス電流を設定するので、半導体レーザのI−L特性の環境温度、経年変化や個々の半導体レーザに対して適正なバイアス電流を調整工程を設けることなく自動的に設定できて安価に実現できる。
【0030】
請求項2記載の発明によれば、半導体レーザのスイッチング駆動時に該半導体レーザにバイアス電流を与えるバイアス電流回路と、前記半導体レーザにスイッチング電流を与えるスイッチング電流回路とを備えた半導体レーザ駆動装置において、前記バイアス電流回路は、アップカウントもしくはダウンカウントをする第1のカウンタと、アップカウントモードとダウンカウントモードに切り換えられる第2のカウンタと、前記第1のカウンタもしくは前記第2のカウンタのデータにしたがった信号を出力するD/Aコンバータと、このD/Aコンバータの出力にしたがってバイアス電流を発生して前記半導体レーザに流す電流源とを含み、前記半導体レーザの出力を検出してこの検出結果を用いて前記第1のカウンタ及び前記第2のカウンタを制御して前記バイアス電流を設定するので、半導体レーザのI−L特性の環境温度、経年変化や個々の半導体レーザに対して適正なバイアス電流を調整工程を設けることなく自動的に設定できて安価に実現できる。
【0031】
請求項3記載の発明によれば、半導体レーザのスイッチング駆動時に該半導体レーザにバイアス電流を与えるバイアス電流回路と、前記半導体レーザにスイッチング電流を与えるスイッチング電流回路とを備えた半導体レーザ駆動装置において、前記バイアス電流回路は、アップカウントもしくはダウンカウントをする第1のカウンタと、この第1のカウンタのデータにしたがった信号を出力する第1のD/Aコンバータと、アップカウントモードとダウンカウントモードに切り換えられる第2のカウンタと、この第2のカウンタのデータにしたがった信号を出力する第2のD/Aコンバータと、前記第1のD/Aコンバータ及び前記第2のD/Aコンバータのいずれかの信号にしたがってバイアス電流を発生して前記半導体レーザに流す電流源とを含み、前記半導体レーザの出力を検出してこの検出結果を用いて前記第1のカウンタ及び前記第2のカウンタを制御して前記バイアス電流を設定するので、半導体レーザのI−L特性の環境温度、経年変化や個々の半導体レーザに対して適正なバイアス電流を調整工程を設けることなく自動的に設定できて安価に実現できる。
【0032】
請求項4記載の発明によれば、半導体レーザのスイッチング駆動時に該半導体レーザにバイアス電流を与えるバイアス電流回路と、前記半導体レーザにスイッチング電流を与えるスイッチング電流回路とを備えた半導体レーザ駆動装置において、前記バイアス電流回路は、アップカウントもしくはダウンカウントをする第1のカウンタと、この第1のカウンタのデータにしたがった信号を出力する第1のD/Aコンバータと、この第1のD/Aコンバータが出力する信号にしたがった電流を発生する第1の電流源と、アップカウントモードとダウンカウントモードに切り換えられる第2のカウンタと、この第2のカウンタのデータにしたがった信号を出力する第2のD/Aコンバータと、この第2のD/Aコンバータが出力する信号にしたがった電流を発生する第2の電流源と、前記第1の電流源及び前記第2の電流源のいずれかの電流をバイアス電流として前記半導体レーザに流す信号切り換え器とを含み、前記半導体レーザの出力を検出してこの検出結果を用いて前記第1のカウンタ及び前記第2のカウンタを制御して前記バイアス電流を設定するので、半導体レーザのI−L特性の環境温度、経年変化や個々の半導体レーザに対して適正なバイアス電流を調整工程を設けることなく自動的に設定できて安価に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態例を示すブロック図である。
【図2】本発明の第2実施形態例を示すブロック図である。
【図3】本発明の第3実施形態例を示すブロック図である。
【図4】半導体レーザのI−L特性を説明するための図である。
【図5】半導体レーザのI−L特性のバラツキを説明するための図である。
【図6】半導体レーザのI−L特性の温度変化、経時変化を説明するための図である。
【図7】固定バイアス方式における半導体レーザのI−L特性と、バイアス電流、スイッチング電流および光出力の例を示す図である。
【図8】固定バイアス方式における半導体レーザのI−L特性と、バイアス電流、スイッチング電流および光出力の他の例を示す図である。
【図9】上記実施例におけるバイアス電流設定時のバイアス電流の変化、光出力の変化を説明するための図である。
【図10】上記実施例におけるコントロール回路の処理フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
11 半導体レーザ
12 アップカウントもしくはダウンカウントをするカウンタ
13、16 D/Aコンバータ
14、17、19 電流源
15 アップカウントモードとダウンカウントモードに切り換えられるカウンタ
18 信号切り換え器
20 スイッチング回路
21 コントロール回路
22 光検出器
23 増幅器
24、25 コンパレータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor laser driving device.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 shows current-light conversion characteristics (hereinafter referred to as IL characteristics) of the semiconductor laser. In switching driving of a semiconductor laser, in order to improve the switching characteristics, generally, a bias current of about the oscillation start current Ith is applied to the semiconductor laser so that optical switching is performed in the semiconductor laser emission region (LD emission region). . In many cases, the bias current applied to the semiconductor laser is a fixed bias current for ease of implementation.
Japanese Patent Laid-Open No. 3-132774 discloses an apparatus for determining the bias current of a semiconductor laser by measuring the IL characteristics of the semiconductor laser by a CPU.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
As shown in FIG. 5, the I-L characteristics of the semiconductor laser are I-L characteristics A, B... With different Ith and differential efficiency .eta. It is necessary to adjust the current value, the adjustment is complicated, and the adjustment result is not necessarily optimal for each semiconductor laser.
[0004]
Further, the IL characteristic of the semiconductor laser changes, for example, from the IL characteristic C shown in FIG. 6 to the IL characteristic D so that the current-light conversion efficiency deteriorates due to environmental temperature and aging. When it is necessary to make the amount of emitted light constant when turning on the semiconductor laser, the current flowing to the semiconductor laser is increased or decreased while observing the amount of emitted light of the semiconductor laser so that the amount of emitted light of the semiconductor laser becomes constant. Auto power control (APC) is performed.
[0005]
In the fixed bias method in which the bias current applied to the semiconductor laser is a fixed bias current, the switching current of the semiconductor laser is determined from the value of the IL characteristic E of the semiconductor laser as shown in FIG. The value of the IL characteristic F is increased, and the effect of applying a bias current to the semiconductor laser is gradually reduced by the change of the IL characteristic of the semiconductor laser.
[0006]
In the apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 3-132774, the CPU measures the IL characteristic of the semiconductor laser to determine the bias current of the semiconductor laser, so that the system becomes a large system and an expensive apparatus.
[0007]
The present invention improves the above-mentioned problems, and can automatically set an appropriate bias current for an environment temperature, aging, and individual semiconductor laser of an IL characteristic of a semiconductor laser without providing an adjustment process, and is inexpensive. An object of the present invention is to provide a semiconductor laser driving device that can be realized in the following manner.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a semiconductor device comprising: a bias current circuit that applies a bias current to the semiconductor laser during switching driving of the semiconductor laser; and a switching current circuit that applies a switching current to the semiconductor laser. In the laser driving device, the bias current circuit includes a first counter that counts up or down, a second counter that is switched between an up count mode and a down count mode, and data of the first counter or the first counter. One or a plurality of D / A converters that output a signal according to the data of the counter of 2, and a bias current corresponding to the output signal of the D / A converter is caused to flow through the semiconductor laser. An output is detected, and the first result is detected using the detection result. Counter and controls the second counter is for setting the bias current.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor laser driving device comprising: a bias current circuit that applies a bias current to the semiconductor laser during switching driving of the semiconductor laser; and a switching current circuit that applies a switching current to the semiconductor laser. The current circuit includes a first counter that counts up or down, a second counter that is switched between the up-count mode and the down-count mode, and a signal according to data of the first counter or the second counter. A D / A converter that outputs a bias current according to the output of the D / A converter and a current source that flows to the semiconductor laser. The output of the semiconductor laser is detected and the detection result is used. Control the first counter and the second counter. It is for setting the bias current by.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a semiconductor laser driving apparatus comprising: a bias current circuit that applies a bias current to the semiconductor laser during switching driving of the semiconductor laser; and a switching current circuit that applies a switching current to the semiconductor laser. The current circuit is switched between a first counter that counts up or down, a first D / A converter that outputs a signal according to data of the first counter, and an upcount mode and a downcount mode. A second counter, a second D / A converter that outputs a signal according to data of the second counter, and any one of the first D / A converter and the second D / A converter A current source for generating a bias current according to the signal and flowing the semiconductor laser; Wherein is for setting the semiconductor laser outputs the detection to the bias current by controlling the first counter and the second counter with the detection result of.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor laser driving device comprising: a bias current circuit that applies a bias current to the semiconductor laser during switching driving of the semiconductor laser; and a switching current circuit that applies a switching current to the semiconductor laser. The current circuit includes a first counter that counts up or down, a first D / A converter that outputs a signal according to data of the first counter, and an output from the first D / A converter A first current source that generates a current according to the signal to be output, a second counter that is switched between the up-count mode and the down-count mode, and a second D that outputs a signal according to the data of the second counter / A converter and the electric power according to the signal output by this second D / A converter A second current source that generates a signal, and a signal switch that causes one of the current from the first current source and the second current source to flow as a bias current to the semiconductor laser, and outputs an output from the semiconductor laser. The bias current is set by controlling the first counter and the second counter using the detection result.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
The semiconductor laser driving apparatus according to the first embodiment is an embodiment of the invention according to
[0013]
The switching current circuit includes a
[0014]
FIG. 9 shows how the bias current Ib and the amount of light emitted from the semiconductor laser 11 change, and FIG. 10 shows the processing flow of the
[0015]
That is, when the bias current setting instruction signal is input, the
[0016]
Then, the
[0017]
The light emitted from the semiconductor laser 11 enters the
[0018]
The
[0019]
Thereafter, the
[0020]
Here, by setting the predetermined first light amount Pa and the predetermined second light amount Pb to (Pb≈2 Pa), it is possible to satisfy Ib≈Ith. For this reason, it is possible to automatically set an appropriate bias current for an ambient temperature of an IL characteristic of a semiconductor laser, an aging change, and an individual semiconductor laser without providing an adjustment process, and can be realized at low cost.
[0021]
As described above, the first embodiment is an embodiment of the invention described in
[0022]
Further, the first embodiment is claimed in the claims. 4 The embodiment of the described invention is a switching circuit comprising a bias current circuit for applying a bias current to the semiconductor laser 11 during switching driving of the semiconductor laser 11, and a
[0023]
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.
The semiconductor laser driving apparatus according to the second embodiment is an embodiment of the invention described in
[0024]
When setting the bias current Ib, the
[0025]
This second embodiment is an embodiment of the invention as set forth in
[0026]
FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention.
The semiconductor laser driving apparatus according to the third embodiment is an embodiment of the invention as set forth in
[0027]
When setting the bias current Ib, the
[0028]
The third embodiment is an embodiment of the invention described in
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the semiconductor laser includes the bias current circuit that applies a bias current to the semiconductor laser during switching driving of the semiconductor laser, and the switching current circuit that applies the switching current to the semiconductor laser. In the driving device, the bias current circuit includes a first counter that counts up or down, a second counter that is switched between an up count mode and a down count mode, and data of the first counter or the second counter. One or a plurality of D / A converters that output signals in accordance with the counter data of the counter, and a bias current corresponding to the output signal of the D / A converter is supplied to the semiconductor laser to output the semiconductor laser. And using the detection result, the first cowl The bias current is set by controlling the second counter and the second counter, and therefore there is a step of adjusting the bias temperature appropriate for each semiconductor laser and the ambient temperature and aging of the IL characteristics of the semiconductor laser. Can be set automatically and can be realized at low cost.
[0030]
According to the invention of
[0031]
According to the invention of
[0032]
According to the invention of claim 4, in a semiconductor laser driving device comprising: a bias current circuit that applies a bias current to the semiconductor laser during switching driving of the semiconductor laser; and a switching current circuit that applies a switching current to the semiconductor laser. The bias current circuit includes a first counter that counts up or down, a first D / A converter that outputs a signal according to data of the first counter, and the first D / A converter. A first current source that generates a current according to a signal output from the second counter, a second counter that is switched between the up-count mode and the down-count mode, and a second that outputs a signal according to the data of the second counter D / A converter and the signal output by this second D / A converter A second current source for generating a current, and a signal switch for flowing one of the current from the first current source and the second current source as a bias current to the semiconductor laser. Since the output is detected and the bias current is set by controlling the first counter and the second counter using the detection result, the ambient temperature of the IL characteristic of the semiconductor laser, the secular change and individual An appropriate bias current for the semiconductor laser can be automatically set without providing an adjustment step, and can be realized at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a first exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining IL characteristics of a semiconductor laser.
FIG. 5 is a diagram for explaining variations in IL characteristics of a semiconductor laser.
FIG. 6 is a diagram for explaining a temperature change and a change with time of an IL characteristic of a semiconductor laser.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of IL characteristics, bias current, switching current, and optical output of a semiconductor laser in a fixed bias method.
FIG. 8 is a diagram showing another example of IL characteristics of a semiconductor laser in a fixed bias system, a bias current, a switching current, and an optical output.
FIG. 9 is a diagram for explaining a change in bias current and a change in optical output when the bias current is set in the embodiment.
FIG. 10 is a flowchart showing a processing flow of the control circuit in the embodiment.
[Explanation of symbols]
11 Semiconductor laser
12 Counter that counts up or down
13, 16 D / A converter
14, 17, 19 Current source
15 Counter switched between up-count mode and down-count mode
18 Signal selector
20 Switching circuit
21 Control circuit
22 Photodetector
23 Amplifier
24, 25 Comparator
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