JP4606053B2 - 光源装置の駆動方法および駆動回路 - Google Patents
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Description
前記活性層領域に注入するピーク電流とボトム電流との間でマルチパルス変調させたマルチパルス変調電流の平均値を算出するステップと、
前記マルチパルス変調電流の平均値と、活性層領域に注入するバイアス電流の電流値との差分値を算出するステップと、
前記活性層領域に前記バイアス電流を注入する時には、前記位相調整領域に第1補償電流を流し、前記活性層領域に前記マルチパルス変調電流を注入する時には、前記位相調整領域に前記差分値に対応する第2補償電流を流すステップと
を含むことを特徴とする。
前記第2補償電流は、前記第1補償電流に前記発熱量の差分値に対応する電流値を加算して算出してもよい。
前記活性層領域に注入するピーク電流とボトム電流との間でマルチパルス変調させたマルチパルス変調電流の平均値を算出するステップと、
前記マルチパルス変調電流の平均値と、活性層領域に注入するバイアス電流の電流値との差分値を算出するステップと、
前記活性層領域に前記バイアス電流を注入する時には、前記位相調整領域に第1補償電流を流し、前記活性層領域に前記マルチパルス変調電流を注入する時には、前記位相調整領域に前記差分値に対応する第2補償電流を流すステップと
を含むことを特徴とする。
前記第2補償電流は、前記第1補償電流に前記発熱量の差分値に対応する電流値を加算して算出してもよい。
前記活性層領域に、一定のバイアス電流を注入できると共に、ピーク電流とボトム電流との間でマルチパルス変調されたマルチパルス変調電流を注入できる活性層駆動手段と、
前記活性層領域に前記バイアス電流を注入する時には、前記位相調整領域に第1補償電流を注入し、前記活性層領域に前記マルチパルス変調電流を注入する時には前記位相調整領域に第2補償電流を注入する位相調整領域駆動手段と、
前記活性層領域に注入する前記マルチパルス変調電流の平均値を算出すると共に、前記活性層領域に注入する前記バイアス電流値と前記マルチパルス変調電流の平均値との差分値を算出して、前記位相調整領域駆動手段から前記位相調整領域に流す前記第1及び第2補償電流を前記差分値に基づいて算出する演算部と
を備えたことを特徴とする。
前記活性層領域に、一定のバイアス電流を注入できると共に、ピーク電流とボトム電流との間でマルチパルス変調されたマルチパルス変調電流を注入できる活性層駆動手段と、
前記活性層領域に前記バイアス電流を注入する時には、前記位相調整領域に第1補償電流を注入し、前記活性層領域に前記マルチパルス変調電流を注入する時には前記位相調整領域に第2補償電流を注入する位相調整領域駆動手段と、
前記活性層領域に注入する前記マルチパルス変調電流の平均値を算出すると共に、前記活性層領域に注入する前記バイアス電流値と前記マルチパルス変調電流の平均値との差分値を算出して、前記位相調整領域駆動手段から前記位相調整領域に流す前記第1及び第2補償電流を前記差分値に基づいて算出する演算部と
を備えたことを特徴とする。
前記半導体レーザの出射光を入力光として該入力光から第2高調波を発生させる第2高調波発生デバイスと、
前記活性層領域に、一定のバイアス電流を注入できると共に、ピーク電流とボトム電流との間でマルチパルス変調されたマルチパルス変調電流を注入できる活性層駆動手段と、
前記活性層領域に前記バイアス電流を注入する時には、前記位相調整領域に第1補償電流を注入し、前記活性層領域に前記マルチパルス変調電流を注入する時には前記位相調整領域に第2補償電流を注入する位相調整領域駆動手段と、
前記活性層領域に注入する前記マルチパルス変調電流の平均値を算出すると共に、前記活性層領域に注入する前記バイアス電流値と前記マルチパルス変調電流の平均値との差分値を算出して、前記位相調整領域駆動手段から前記位相調整領域に流す前記第1及び第2補償電流を前記差分値に基づいて算出する演算部と
を備えたことを特徴とする。
図3は、本発明の実施の形態に係る光源装置の概略構成図である。この光源装置は、基本波光を出射する半導体レーザ4と、該半導体レーザの出射光を入力光として該入力光から第2高調波を発生させる第2高調波デバイス5とを備える。この半導体レーザ4には、例えば、分布ブラッグ反射器(以下『DBR』と記す)領域1と、注入する電流によってレーザ内の光の位相を調整する位相調整領域2と、駆動電流によってその出力パワーを制御する活性層領域3とを有する0.85μm帯の100mW級AlGaAs系波長可変DBR半導体レーザ4が用いられている。
=sin{(λ−λ0)×π/a}/{(λ−λ0)×π/a} ・・・(1)
半導体レーザにおいては、一般に、前後の反射面の光学的距離Lに対して下記式(2)を満たす波長λの光のみが励振される。
2L=nλ(n:整数) ・・・(2)
Δλop=Ka/(1+(s/a))
と表現される。
Δλph1=Kc/(1+(s/c))
と表現される。
Δλph2=Kb
と表現される。
Δλph=Δλph1+Δλph2
と表現される。
Δλ=Δλop+Δλph
と表現される。
G(Δλ)=exp(Δλ/(λ1/e))
と表現される。
図10は、本発明の実施の形態の光源駆動回路のブロック図である。この光源駆動回路は、活性層領域駆動回路310、位相調整領域駆動回路320、DBR領域駆動回路330、演算部340、記録波形生成部350とを備える。活性層領域駆動回路310は、ピーク電流源311、バイアス電流源312、DC電流源313、ピーク電流源311をスイッチングするスイッチ314と、バイアス電流源312をスイッチングするスイッチ315とを備える。位相調整領域駆動回路320は、スペース電流源322、マーク電流源323、スペース電流源322をスイッチングするスイッチ324とを備える。演算部340は、活性層領域駆動回路310の3つの電流源311、312、313の電流値を設定し、位相調整領域駆動回路320の2つの電流源322、323の電流値を設定し、DBR領域駆動回路330の電流値を設定する。記録波形生成部350は、活性層領域駆動回路310のスイッチ314、315に信号S7,S8を出力してスイッチングさせ、位相調整領域駆動回路320のスイッチ324に信号S9を出力してスイッチングさせる。
P=a×(Iop−Iph)2 (3)
ここで、aは定数である。
Iph=−α×(Iop)+β (4)
ここで、α及びβは定数である。
(a)まず、ピークパワーPp、バイアスパワーPe、ボトムパワーPbを設定する(S01)。
(b)演算部(DSP)340で、各パワーに対する活性層領域301の駆動電流(以下Iop)を算出する(S02)。活性層領域301の駆動電流と青色光パワー(P)との間の特性、
P=a×(Iop−Iph)2
から、Iopのボトム駆動値IB、バイアス駆動値IE、ピーク駆動値IPは下記式のように算出される。
IB=Ith+(Pb/a)1/2
IE=Ith+(Pe/a)1/2
IP=Ith+(Pp/a)1/2
(c)活性層領域駆動回路310から活性層領域301へ流す駆動電流Iopは、ピーク電流源311とバイアス電流源312とDC電流源313との加算型で得られる。そのため、各電流源への設定値は下記のように算出される(S03)。
IopBM=IB
IopBS=IE−IB
IopPK=IB−IP
記録波形生成手段350から出力される変調信号PKMDとBSMDによりピーク電流源311とバイアス電流源312とをスイッチ314、315によって各々スイッチングすることにより波長可変DBR半導体レーザ300の光出力変調が高速に実現される。
SHG素子304の赤外光から青色光へ効率する効率が最大となる波長(以下、『最大効率波長』と呼ぶ)を得るIopとIphとの関係
Iph=−α×(Iop)+β
から、記録スペース形成時の補償電流IphEは、活性層領域301への駆動電流IEを用いて下記のように算出される(S04)。
IphE=−α×(IE)+β
(e)また、活性層領域301の記録マーク形成時のマルチパルス変調電流の平均駆動電流値IopAVEは、デューティ比Dを用いて、
IopAVE={(IP−IB)×D+IB}
と表される。マルチパルス変調電流の平均駆動電流値IopAVEと記録スペース形成時の駆動電流IEとの差IopDIFFは、
IopDIFF={(IP−IB)×D+IB}−IE
={(IP−IE)×D−(IE−IB)×(1−D)}
と表される(S05)。
(f)次に、この差IopDIFFの正負を判断する(S06)。これは、その正負に応じて、記録スペース形成時に位相調整領域302に流す第1補償電流IphEに対して、記録マーク形成時の補償分を第1補償電流IphEに対して負又は正に調整するためである。
IphSP=IphE
IphMK=IphE−α×IopDIFF
と算出される。位相調整領域302へ注入される補償電流Iphは、スペース電流源322とマーク電流源323との加算による。そこで、位相調整領域駆動回路320のスペース電流源322の設定値IphCOMPとマーク電流源323の設定値IphDCとは、
IphDC=IphE−α×IopDIFF
IphCOMP=α×IopDIFF
と算出される(S07)。この場合、変調信号S9(PHMD)は、スイッチ324を記録スペース形成時にスイッチングし、記録マーク形成時にスイッチオフするように出力される。
IphSP=IphE
IphMK=IphE−α×IopDIFF
と算出される。位相調整領域302へ注入される補償電流Iphは、スペース電流源322とマーク電流源323との加算による。そこで、位相調整領域駆動回路320のスペース電流源322の設定値IphCOMPとマーク電流源323の設定値IphDCとは、
IphDC=IphE
IphCOMP=−α×IopDIFF
と算出される(S08)。この場合、変調信号S9(PHMD)は、スイッチ324を記録スペース形成時にスイッチオフし、記録マーク形成時にスイッチングするように出力される。
Claims (8)
- 活性層領域と位相調整領域と分布ブラッグ反射領域とを有する半導体レーザの駆動方法であって、
前記活性層領域に注入するピーク電流とボトム電流との間でマルチパルス変調させたマルチパルス変調電流の平均値を算出するステップと、
前記マルチパルス変調電流の平均値と、活性層領域に注入するバイアス電流の電流値との差分値を算出するステップと、
前記活性層領域に前記バイアス電流を注入する時には、前記位相調整領域に第1補償電流を流し、前記活性層領域に前記マルチパルス変調電流を注入する時には、前記位相調整領域に前記差分値に対応する第2補償電流を流すステップと
を含み、
前記第2補償電流は、前記第1補償電流に前記差分値に対応する電流を加算して算出されることを特徴とする半導体レーザの駆動方法。 - 活性層領域と位相調整領域と分布ブラッグ反射領域とを有する半導体レーザの駆動方法であって、
前記活性層領域に注入するピーク電流とボトム電流との間でマルチパルス変調させたマルチパルス変調電流の平均値を算出するステップと、
前記マルチパルス変調電流の平均値と、活性層領域に注入するバイアス電流の電流値との差分値を算出するステップと、
前記活性層領域に前記バイアス電流を注入する時には、前記位相調整領域に第1補償電流を流し、前記活性層領域に前記マルチパルス変調電流を注入する時には、前記位相調整領域に前記差分値に対応する第2補償電流を流すステップと
を含み、
前記差分値から、前記活性層領域における前記マルチパルス変調電流を注入した時の発熱量と前記バイアス電流を注入した時の発熱量との差分値を算出し、
前記第2補償電流は、前記第1補償電流に前記発熱量の差分値に対応する電流値を加算して算出することを特徴とする半導体レーザの駆動方法。 - 活性層領域と位相調整領域と分布ブラッグ反射領域とを有する半導体レーザと、前記半導体レーザの出射光を入力光として該入力光から第2高調波を発生させる第2高調波発生デバイスとを備えた光源装置の駆動方法であって、
前記活性層領域に注入するピーク電流とボトム電流との間でマルチパルス変調させたマルチパルス変調電流の平均値を算出するステップと、
前記マルチパルス変調電流の平均値と、活性層領域に注入するバイアス電流の電流値との差分値を算出するステップと、
前記活性層領域に前記バイアス電流を注入する時には、前記位相調整領域に第1補償電流を流し、前記活性層領域に前記マルチパルス変調電流を注入する時には、前記位相調整領域に前記差分値に対応する第2補償電流を流すステップと
を含み、
前記第2補償電流は、前記第1補償電流に前記差分値に対応する電流を加算して算出されることを特徴とする光源装置の駆動方法。 - 活性層領域と位相調整領域と分布ブラッグ反射領域とを有する半導体レーザと、前記半導体レーザの出射光を入力光として該入力光から第2高調波を発生させる第2高調波発生デバイスとを備えた光源装置の駆動方法であって、
前記活性層領域に注入するピーク電流とボトム電流との間でマルチパルス変調させたマルチパルス変調電流の平均値を算出するステップと、
前記マルチパルス変調電流の平均値と、活性層領域に注入するバイアス電流の電流値との差分値を算出するステップと、
前記活性層領域に前記バイアス電流を注入する時には、前記位相調整領域に第1補償電流を流し、前記活性層領域に前記マルチパルス変調電流を注入する時には、前記位相調整領域に前記差分値に対応する第2補償電流を流すステップと
を含み、
前記差分値から、前記活性層領域における前記マルチパルス変調電流を注入した時の発熱量と前記バイアス電流を注入した時の発熱量との差分値を算出し、
前記第2補償電流は、前記第1補償電流に前記発熱量の差分値に対応する電流値を加算して算出することを特徴とする光源装置の駆動方法。 - 活性層領域と位相調整領域と分布ブラッグ反射領域とを有する半導体レーザの駆動装置であって、
前記活性層領域に、一定のバイアス電流を注入できると共に、ピーク電流とボトム電流との間でマルチパルス変調されたマルチパルス変調電流を注入できる活性層駆動手段と、
前記活性層領域に前記バイアス電流を注入する時には、前記位相調整領域に第1補償電流を注入し、前記活性層領域に前記マルチパルス変調電流を注入する時には前記位相調整領域に第2補償電流を注入する位相調整領域駆動手段と、
前記活性層領域に注入する前記マルチパルス変調電流の平均値を算出すると共に、前記活性層領域に注入する前記バイアス電流値と前記マルチパルス変調電流の平均値との差分値を算出して、前記第1補償電流に前記差分値に対応する電流を加算して、前記位相調整領域駆動手段から前記位相調整領域に流す前記第2補償電流を算出する演算部と
を備えたことを特徴とする半導体レーザの駆動装置。 - 活性層領域と位相調整領域と分布ブラッグ反射領域とを有する半導体レーザと、
前記活性層領域に、一定のバイアス電流を注入できると共に、ピーク電流とボトム電流との間でマルチパルス変調されたマルチパルス変調電流を注入できる活性層駆動手段と、
前記活性層領域に前記バイアス電流を注入する時には、前記位相調整領域に第1補償電流を注入し、前記活性層領域に前記マルチパルス変調電流を注入する時には前記位相調整領域に第2補償電流を注入する位相調整領域駆動手段と、
前記活性層領域に注入する前記マルチパルス変調電流の平均値を算出すると共に、前記活性層領域に注入する前記バイアス電流値と前記マルチパルス変調電流の平均値との差分値を算出して、前記第1補償電流に前記差分値に対応する電流を加算して、前記位相調整領域駆動手段から前記位相調整領域に流す前記第2補償電流を算出する演算部と
を備えたことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 活性層領域と位相調整領域と分布ブラッグ反射領域とを有する半導体レーザと、
前記半導体レーザの出射光を入力光として該入力光から第2高調波を発生させる第2高調波発生デバイスと、
前記活性層領域に、一定のバイアス電流を注入できると共に、ピーク電流とボトム電流との間でマルチパルス変調されたマルチパルス変調電流を注入できる活性層駆動手段と、
前記活性層領域に前記バイアス電流を注入する時には、前記位相調整領域に第1補償電流を注入し、前記活性層領域に前記マルチパルス変調電流を注入する時には前記位相調整領域に第2補償電流を注入する位相調整領域駆動手段と、
前記活性層領域に注入する前記マルチパルス変調電流の平均値を算出すると共に、前記活性層領域に注入する前記バイアス電流値と前記マルチパルス変調電流の平均値との差分値を算出して、前記第1補償電流に前記差分値に対応する電流を加算して、前記位相調整領域駆動手段から前記位相調整領域に流す前記第2補償電流を算出する演算部と
を備えたことを特徴とする光源装置。 - 前記第2高調波発生デバイスは、前記半導体レーザと擬似位相整合されていることを特徴とする請求項7に記載の光源装置。
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