JP5379782B2

JP5379782B2 - Semiconductor laser driving circuit and optical fiber pulse laser device

Info

Publication number: JP5379782B2
Application number: JP2010284902A
Authority: JP
Inventors: 竜嗣内野
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2010-12-21
Filing date: 2010-12-21
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2030-12-21
Also published as: JP2012134316A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor laser drive circuit and an optical fiber pulse laser apparatus, capable of achieving lower-cost and higher output of a seed light source of the optical fiber pulse laser apparatus for outputting an optional optical waveform. <P>SOLUTION: The present invention is a semiconductor laser drive circuit for driving a semiconductor laser that is the seed light source of an optical fiber pulse laser. The semiconductor laser drive circuit includes a plurality of operational amplifiers connected in parallel, and generates a driving current with an optional waveform by the plurality of operational amplifiers and supplies the current to the semiconductor laser. Preferably, the semiconductor laser drive circuit further includes a plurality of isolation resistors connected to an output of each of the operational amplifiers. <P>COPYRIGHT: (C)2012,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体レーザ駆動回路および光ファイバパルスレーザ装置に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor laser driving circuit and an optical fiber pulse laser apparatus.

たとえば特許文献１に示すような従来のＭＯＰＡ（Master Oscillator Power Amplifier）構造の光ファイバパルスレーザ装置では、種光源としてＣＷ発振（連続発振）する半導体レーザを使用し、この種光源の後段にＡＯＭ（音響光学変調器）やＬＮＭ（ＬｉＮｂＯ_３変調器）などの光強度変調器を配置し、この光強度変調器を用いて種光源から出力するＣＷレーザ光を強度変調してレーザ光をパルス状に整形している。そして、光強度変調器の後段に接続された光増幅器によってパルスレーザ光を増幅し、所望のレーザ光出力を実現している。 For example, in a conventional optical fiber pulse laser device having a MOPA (Master Oscillator Power Amplifier) structure as shown in Patent Document 1, a CW oscillation (continuous oscillation) semiconductor laser is used as a seed light source, and an AOM ( An optical intensity modulator such as an acousto-optic modulator) or an LNM (LiNbO ₃ modulator) is arranged, and the intensity of the CW laser beam output from the seed light source is modulated using this optical intensity modulator to make the laser beam pulsed. Shaping. Then, the pulse laser beam is amplified by an optical amplifier connected to the subsequent stage of the light intensity modulator, thereby realizing a desired laser beam output.

米国特許出願公開第２００８／００８０５７０号明細書US Patent Application Publication No. 2008/0080570

ところで、近年光ファイバパルスレーザ装置のさらなる高出力化が要求されている。光ファイバパルスレーザ装置を高出力化するためには、種光源である半導体レーザを高出力化することが好ましい。しかしながら、種光源を高出力化すると、それに対応させて光強度変調器も高出力のレーザ光の入力に耐えられる高価なものにしなければならないため、光ファイバパルスレーザ装置が高価になるという問題がある。 Incidentally, in recent years, there has been a demand for higher output of the optical fiber pulse laser device. In order to increase the output of the optical fiber pulse laser device, it is preferable to increase the output of the semiconductor laser as the seed light source. However, when the output of the seed light source is increased, the optical intensity pulse modulator must be made expensive so that the light intensity modulator can withstand the input of the high-power laser light. is there.

また、近年光ファイバパルスレーザ装置には、出力するパルスレーザ光を、使用するアプリケーションに応じて様々な光波形に調整できることが要求されている。しかしながら、光強度変調器ではパルスレーザ光を任意の光波形に整形することが困難であるという問題がある。 In recent years, optical fiber pulse laser devices are required to be able to adjust the output pulse laser light into various optical waveforms according to the application to be used. However, the optical intensity modulator has a problem that it is difficult to shape the pulsed laser light into an arbitrary optical waveform.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、任意の光波形を出力するための光ファイバパルスレーザ装置の種光源をより低コストで高出力化できる半導体レーザ駆動回路および光ファイバパルスレーザ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and a semiconductor laser drive circuit and an optical fiber pulse laser capable of increasing the output of a seed light source of an optical fiber pulse laser device for outputting an arbitrary optical waveform at lower cost An object is to provide an apparatus.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る半導体レーザ駆動回路は、光ファイバパルスレーザの種光源である半導体レーザを駆動するための半導体レーザ駆動回路であって、並列接続された複数のオペアンプを備え、前記複数のオペアンプによって任意の波形の駆動電流を生成して前記半導体レーザに供給することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a semiconductor laser driving circuit according to the present invention is a semiconductor laser driving circuit for driving a semiconductor laser which is a seed light source of an optical fiber pulse laser, and is connected in parallel A plurality of operational amplifiers, and a drive current having an arbitrary waveform is generated by the plurality of operational amplifiers and supplied to the semiconductor laser.

また、本発明に係る半導体レーザ駆動回路は、上記発明において、前記各オペアンプの出力に接続された、複数のアイソレーション抵抗をさらに備えることを特徴とする。 The semiconductor laser drive circuit according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the semiconductor laser drive circuit further comprises a plurality of isolation resistors connected to the output of each operational amplifier.

また、本発明に係る半導体レーザ駆動回路は、上記発明において、前記各アイソレーション抵抗の抵抗値をＲiso、前記並列接続したオペアンプの数をｎ、前記各オペアンプの出力インピーダンスをｒ0、前記半導体レーザのインピーダンスをＺ（ＬＤ）、当該半導体レーザ駆動回路に含まれる前記アイソレーション抵抗および半導体レーザ以外の負荷のインピーダンスをＲrとすると、前記Ｒisoは、以下の式
Ｒiso／ｎ≧ｒ0−(Ｚ(ＬＤ)＋Ｒr)
を満たすものであることを特徴とする。 In the semiconductor laser drive circuit according to the present invention, in the above invention, the resistance value of each isolation resistor is Riso, the number of operational amplifiers connected in parallel is n, the output impedance of each operational amplifier is r0, If the impedance is Z (LD) and the impedance of the isolation resistor and the load other than the semiconductor laser included in the semiconductor laser driving circuit is Rr, the Riso can be expressed by the following equation: Riso / n ≧ r0− (Z (LD) + Rr)
It is characterized by satisfying.

また、本発明に係る半導体レーザ駆動回路は、上記発明において、前記複数のオペアンプは、並列接続された電流ソース用の複数のオペアンプと、並列接続された電流シンク用の複数のオペアンプとを含み、前記各アイソレーション抵抗の抵抗値をＲiso、前記電流ソース用のオペアンプと前記電流シンク用のオペアンプとの組の数をｎ、前記各オペアンプの出力インピーダンスをｒ0、前記半導体レーザのインピーダンスをＺ（ＬＤ）、当該半導体レーザ駆動回路に含まれる前記アイソレーション抵抗および半導体レーザ以外の負荷のインピーダンスをＲrとすると、前記Ｒisoは、以下の式
２×Ｒiso／ｎ≧ｒ0−(Ｚ(ＬＤ)＋Ｒr)
を満たすものであることを特徴とする。 Further, in the semiconductor laser drive circuit according to the present invention, in the above invention, the plurality of operational amplifiers includes a plurality of operational amplifiers for current sources connected in parallel and a plurality of operational amplifiers for current sinks connected in parallel. The resistance value of each isolation resistor is Riso, the number of sets of the current source operational amplifier and the current sink operational amplifier is n, the output impedance of each operational amplifier is r0, and the impedance of the semiconductor laser is Z (LD ), Where Rr is the impedance of the isolation resistor and the load other than the semiconductor laser included in the semiconductor laser driving circuit, the Riso is expressed by the following formula 2 × Riso / n ≧ r0− (Z (LD) + Rr)
It is characterized by satisfying.

また、本発明に係る半導体レーザ駆動回路は、上記発明において、所望の前記駆動電流をＩＬＤ、前記各オペアンプの出力電流をＩ0とすると、前記ＩＬＤを得るために必要な前記ｎが、以下の式
ｎ≧ＩＬＤ／Ｉ0
により決定されたものであることを特徴とする。 In the semiconductor laser drive circuit according to the present invention, in the above invention, when the desired drive current is ILD and the output current of each operational amplifier is I0, the n required to obtain the ILD is expressed by the following equation: n ≧ ILD / I0
It is determined by the above.

また、本発明に係る半導体レーザ駆動回路は、上記発明において、前記各オペアンプの出力に流れる電流を検出するための１つの加算回路と、前記加算回路の出力をモニタするモニタ部とをさらに備え、前記モニタ部は、前記加算回路の出力をもとに前記各オペアンプの故障を検知することを特徴とする。 The semiconductor laser drive circuit according to the present invention further includes, in the above invention, a single adder circuit for detecting a current flowing through the output of each operational amplifier, and a monitor unit for monitoring the output of the adder circuit, The monitor unit detects a failure of each operational amplifier based on an output of the adder circuit.

また、本発明に係る半導体レーザ駆動回路は、上記発明において、前記各アイソレーション抵抗には、前記各オペアンプごとに割り当てられた抵抗値が異なる部分を含んでおり、前記加算回路には、前記各オペアンプごとに割り当てられた部分により生じる電圧信号が入力されることを特徴とする。 In the semiconductor laser drive circuit according to the present invention, in the above invention, each isolation resistor includes a portion having a different resistance value assigned to each operational amplifier. A voltage signal generated by a portion allocated to each operational amplifier is input.

また、本発明に係る光ファイバパルスレーザ装置は、上記発明の半導体レーザ駆動回路を備えることを特徴とする。 An optical fiber pulse laser device according to the present invention includes the semiconductor laser drive circuit according to the present invention.

本発明によれば、半導体レーザを低コストな部品を用いた簡易な構成で大電流かつ高速に制御できるので、任意の光波形を出力するための光ファイバパルスレーザ装置の種光源をより低コストで高出力化できるという効果を奏する。 According to the present invention, since the semiconductor laser can be controlled at a high current and at a high speed with a simple configuration using low-cost parts, the seed light source of the optical fiber pulse laser device for outputting an arbitrary optical waveform can be manufactured at a lower cost. This produces the effect of increasing the output.

図１は、実施の形態１に係る半導体レーザ駆動回路を用いた光ファイバパルスレーザ装置の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical fiber pulse laser apparatus using the semiconductor laser driving circuit according to the first embodiment. 図２は、実施の形態１に係る半導体レーザ駆動回路の構成を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the semiconductor laser drive circuit according to the first embodiment. 図３は、実施の形態２に係る半導体レーザ駆動回路の構成を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of the semiconductor laser drive circuit according to the second embodiment. 図４は、従来の電流モニタの構成を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional current monitor. 図５は、実施の形態３に係る半導体レーザ駆動回路の構成を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of the semiconductor laser drive circuit according to the third embodiment. 図６は、実施の形態４に係る半導体レーザ駆動回路の構成を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of the semiconductor laser drive circuit according to the fourth embodiment. 図７は、実施例におけるオペアンプ単体の出力インピーダンスおよび半導体レーザ駆動回路の負荷インピーダンスの周波数特性を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating the frequency characteristics of the output impedance of the operational amplifier alone and the load impedance of the semiconductor laser driving circuit in the embodiment. 図８は、実施例との比較用の別のオペアンプ単体の出力インピーダンスおよび半導体レーザ駆動回路の負荷インピーダンスの周波数特性を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating the frequency characteristics of the output impedance of another operational amplifier for comparison with the embodiment and the load impedance of the semiconductor laser driving circuit. 図９は、実施例５の半導体レーザ駆動回路の周波数特性を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating frequency characteristics of the semiconductor laser driving circuit of Example 5. In FIG. 図１０は、実施例５の半導体レーザ駆動回路を用いた半導体レーザの出力光波形を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an output light waveform of a semiconductor laser using the semiconductor laser driving circuit of Example 5. 図１１は、実施例１〜５の半導体レーザ駆動回路の特性を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating characteristics of the semiconductor laser drive circuits of Examples 1 to 5.

以下に、図面を参照して本発明に係る半導体レーザ駆動回路および光ファイバパルスレーザ装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。なお、図面において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付している。 Embodiments of a semiconductor laser drive circuit and an optical fiber pulse laser apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In the drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals as appropriate.

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体レーザ駆動回路を用いた光ファイバパルスレーザ装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、光ファイバパルスレーザ装置１０は、種光源部１０ａと、種光源部１０ａの後段に接続した光ファイバ増幅部１０ｂとを備えている。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical fiber pulse laser device using a semiconductor laser drive circuit according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the optical fiber pulse laser device 10 includes a seed light source unit 10a and an optical fiber amplifying unit 10b connected to a subsequent stage of the seed light source unit 10a.

種光源部１０ａは、パルスレーザ光を出力する分布帰還型の半導体レーザダイオードであるＬＤ１と、パルスレーザ光を出力するようにＬＤ１を駆動する半導体レーザ駆動回路を備えた制御部２と、ＬＤ１とシングルモード光ファイバによって接続した、狭い帯域の光を反射するファイバブラッググレーティング（ＦｉｂｅｒＢｒａｇｇＧｒａｔｉｎｇ）であるＦＢＧ３と、ＦＢＧ３に接続した光アイソレータ４とを備えている。 The seed light source unit 10a includes a LD1 that is a distributed feedback semiconductor laser diode that outputs pulsed laser light, a control unit 2 that includes a semiconductor laser driving circuit that drives the LD1 so as to output pulsed laser light, and LD1. An FBG 3 that is a fiber Bragg grating that reflects light in a narrow band and is connected by a single mode optical fiber, and an optical isolator 4 that is connected to the FBG 3 are provided.

ＦＢＧ３は、ＬＤ１が出力するパルスレーザ光の中心波長を含む狭い帯域の光を反射することで、ＬＤ１に対して外部光共振器として作用する。その結果、種光源部１０ａは、中心波長が安定したパルスレーザ光を出力する光源として動作する。種光源部１０ａから出力するパルスレーザ光の中心波長たとえば約１０６４ｎｍである。なお、ＦＢＧ３を形成した部分の近傍にヒータやペルチェ素子などの温度調整手段を取り付け、温度を変化させることによってＦＢＧ３の反射波長を変化させて、パルスレーザ光の波長を制御してもよい。 The FBG 3 functions as an external optical resonator for the LD 1 by reflecting light in a narrow band including the center wavelength of the pulsed laser light output from the LD 1. As a result, the seed light source unit 10a operates as a light source that outputs pulsed laser light having a stable center wavelength. The center wavelength of the pulse laser beam output from the seed light source unit 10a is, for example, about 1064 nm. Note that the wavelength of the pulsed laser light may be controlled by attaching temperature adjusting means such as a heater or a Peltier element near the portion where the FBG 3 is formed, and changing the reflection wavelength of the FBG 3 by changing the temperature.

光アイソレータ４は、外部からの光がＬＤ１に入力するのを阻止し、ＬＤ１の光出力を安定させる機能を有する。 The optical isolator 4 has a function of preventing light from the outside from being input to the LD 1 and stabilizing the optical output of the LD 1.

制御部２は、本実施の形態１に係る半導体レーザ駆動回路を備えており、ＬＤ１にパルス駆動電流を供給してパルスレーザ光を出力させる。 The control unit 2 includes the semiconductor laser drive circuit according to the first embodiment, and supplies a pulse drive current to the LD 1 to output a pulse laser beam.

光ファイバ増幅部１０ｂは、極めて高い光出力を実現できるダブルクラッド型の光ファイバ増幅器であって、種光源部１０ａの光アイソレータ４とシングルモード光ファイバによって接続した光合波器であるＴＦＢ（ＴａｐｅｒｅｄＦｉｂｅｒＢｕｎｄｌｅ）６と、ＴＦＢ６とはマルチモード光ファイバによって接続したマルチモードの半導体レーザからなる励起光源群５と、ＴＦＢ６に接続した増幅用ダブルクラッド光ファイバ７と、を備える。なお、励起光源群５は、励起光源群５に直流の駆動電流を供給する不図示の制御部に接続している。なお、増幅用ダブルクラッド光ファイバ７は、希土類元素であるイッテルビウム（Ｙｂ）のイオンを添加したコア部と、コア部の外周に形成したコア部よりも屈折率が低い内部クラッド部と、内部クラッド部の外周に形成した内部クラッド部よりも屈折率が低い外部クラッド部と、を備えているものである。 The optical fiber amplifying unit 10b is a double clad type optical fiber amplifier capable of realizing an extremely high optical output, and is a TFB (Tapered Fiber) that is an optical multiplexer connected to the optical isolator 4 of the seed light source unit 10a by a single mode optical fiber. The bundle 6 and the TFB 6 include a pumping light source group 5 made of a multimode semiconductor laser connected by a multimode optical fiber, and an amplifying double clad optical fiber 7 connected to the TFB 6. The excitation light source group 5 is connected to a control unit (not shown) that supplies a DC drive current to the excitation light source group 5. The amplifying double-clad optical fiber 7 includes a core part to which ions of a rare earth element ytterbium (Yb) are added, an inner clad part having a lower refractive index than the core part formed on the outer periphery of the core part, and an inner clad And an outer cladding portion having a lower refractive index than the inner cladding portion formed on the outer periphery of the portion.

この光ファイバパルスレーザ装置１０はつぎのように動作する。まず、種光源部１０ａは、制御部２がＬＤ１にパルス駆動電流を供給してパルスレーザ光を出力させる。つぎに、光ファイバ増幅部１０ｂにおいて、励起光源群５は波長９００〜９８０ｎｍの励起光を出力し、マルチモード光ファイバは出力した励起光をＴＦＢ６へ導波する。ＴＦＢ６は導波された励起光を増幅用ダブルクラッド光ファイバ７へ結合する。ここで、増幅用ダブルクラッド光ファイバ７へ結合した励起光は、コア部および内部クラッドをマルチモードで伝搬しながら、コア部に添加したＹｂイオンを光励起する。それと同時に、ＴＦＢ６は、種光源部１０ａから入力されたパルスレーザ光を、増幅用ダブルクラッド光ファイバ７へ結合する。ここで、増幅用ダブルクラッド光ファイバ７へ結合したパルスレーザ光は、コア部をシングルモードで伝搬しながら、励起状態にあるＹｂイオンと相互作用し、誘導放出作用によって光増幅され、高出力のパルスレーザ光として出力される。 The optical fiber pulse laser device 10 operates as follows. First, in the seed light source unit 10a, the control unit 2 supplies a pulse driving current to the LD 1 to output a pulse laser beam. Next, in the optical fiber amplifier 10b, the pumping light source group 5 outputs pumping light having a wavelength of 900 to 980 nm, and the multimode optical fiber guides the pumping light output to the TFB 6. The TFB 6 couples the guided pumping light to the amplifying double clad optical fiber 7. Here, the excitation light coupled to the amplifying double-clad optical fiber 7 optically excites Yb ions added to the core part while propagating in the multi-mode through the core part and the inner cladding. At the same time, the TFB 6 couples the pulsed laser light input from the seed light source unit 10 a to the amplifying double clad optical fiber 7. Here, the pulsed laser beam coupled to the amplifying double-clad optical fiber 7 interacts with Yb ions in the excited state while propagating through the core portion in a single mode, and is optically amplified by the stimulated emission action, and has a high output. Output as pulsed laser light.

つぎに、制御部２が備える本実施の形態１に係る半導体レーザ駆動回路について説明する。図２は、本実施の形態１に係る半導体レーザ駆動回路の構成を示す回路図である。図２に示すように、この半導体レーザ駆動回路２０は、ＤＡ変換器２１と、ＤＡ変換器２１に直列接続し、かつ互いに並列接続された２つのオペアンプ回路２２と、各オペアンプ回路２２およびＬＤ１のアノード側に直列に接続した２つのアイソレーション抵抗２３と、ＬＤ１のカソード側に直列接続したセンス抵抗２４とを備えている。ここで、アイソレーション抵抗２３の抵抗値をＲisoとし、センス抵抗２４の抵抗値をＲsenseとする。なお、アイソレーション抵抗２３の抵抗値を等しくすることで、各アイソレーション抵抗２３の熱的負荷を均等にすることができる。 Next, the semiconductor laser driving circuit according to the first embodiment provided in the control unit 2 will be described. FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the semiconductor laser driving circuit according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the semiconductor laser driving circuit 20 includes a DA converter 21, two operational amplifier circuits 22 connected in series to the DA converter 21, and connected in parallel to each other, and each operational amplifier circuit 22 and LD1. Two isolation resistors 23 connected in series on the anode side and a sense resistor 24 connected in series on the cathode side of LD1 are provided. Here, the resistance value of the isolation resistor 23 is Riso, and the resistance value of the sense resistor 24 is Rsense. In addition, by making the resistance value of the isolation resistor 23 equal, the thermal load of each isolation resistor 23 can be equalized.

ＤＡ変換器２１は、制御部２が備えるＣＰＵから、所望の波形のパルス駆動電流を生成するためのデジタル駆動信号が入力されて、これをＤＡ変換して、電圧Ｖdacである所望の波形のパルス駆動信号を出力する。 The DA converter 21 receives a digital drive signal for generating a pulse drive current having a desired waveform from the CPU included in the control unit 2, and DA-converts the digital drive signal to generate a pulse having a desired waveform as the voltage Vdac. A drive signal is output.

オペアンプ回路２２は、オペアンプ２２ａと、入力抵抗２２ｂと、帰還抵抗２２ｃとから構成される非反転増幅回路である。なお、入力抵抗２２ｂの抵抗値はＲＧ、帰還抵抗２２ｃの抵抗値はＲＦとする。これによって、オペアンプ回路２２のゲインＡ１は１＋ＲＦ／ＲＧに設定される。 The operational amplifier circuit 22 is a non-inverting amplifier circuit composed of an operational amplifier 22a, an input resistor 22b, and a feedback resistor 22c. The resistance value of the input resistor 22b is RG, and the resistance value of the feedback resistor 22c is RF. As a result, the gain A1 of the operational amplifier circuit 22 is set to 1 + RF / RG.

２つのアイソレーション抵抗２３は、２つのオペアンプ回路２２間での電流の流入を防止する機能を有する。また、センス抵抗２４はＬＤ１に流れる電流を検出するために用いられる。 The two isolation resistors 23 have a function of preventing current from flowing between the two operational amplifier circuits 22. The sense resistor 24 is used to detect a current flowing through the LD1.

この半導体レーザ駆動回路２０の動作を説明する。まず、ＤＡ変換器２１は、ＣＰＵから所望の波形のパルス電流を生成するためのデジタル駆動信号が入力されて、これをデジタル／アナログ変換し、電圧Ｖdacである所望の波形のパルス駆動信号を出力する。つぎに、並列に接続された２つのオペアンプ回路２２は、オペアンプ２２ａが所定のゲインに設定されており、ＤＡ変換器２１からパルス駆動信号が入力されると、これを増幅してパルス駆動電流とし、それぞれアイソレーション抵抗２３に出力する。各アイソレーション抵抗２３を通過したパルス駆動電流は合成され、ＬＤ１にパルス駆動電流ＩＬＤとして供給される。その結果、ＬＤ１はパルス駆動電流ＩＬＤによってパルス駆動されて、所望の光波形のパルスレーザ光を出力することができる。 The operation of the semiconductor laser drive circuit 20 will be described. First, the DA converter 21 receives a digital drive signal for generating a pulse current having a desired waveform from the CPU, performs digital / analog conversion on the digital drive signal, and outputs a pulse drive signal having a desired waveform as the voltage Vdac. To do. Next, in the two operational amplifier circuits 22 connected in parallel, the operational amplifier 22a is set to a predetermined gain, and when a pulse drive signal is input from the DA converter 21, it is amplified and used as a pulse drive current. , Respectively, to the isolation resistor 23. The pulse drive currents that have passed through the isolation resistors 23 are combined and supplied to the LD 1 as the pulse drive current ILD. As a result, the LD 1 is pulse-driven by the pulse drive current ILD and can output a pulse laser beam having a desired optical waveform.

ここで、この半導体レーザ駆動回路２０では、安価な２つのオペアンプ回路２２を並列に接続するという簡易な構成によって、１つのオペアンプ回路では実現できなかった大きなパルス駆動電流ＩＬＤ（たとえば平均値として１Ａ以上の電流）を生成してＬＤ１に供給することができる。その結果、任意の光波形を出力する光ファイバパルスレーザ装置１０の種光源としてのＬＤ１をより低コストで高出力化できる。また、これに伴って光ファイバパルスレーザ装置１０の低コストでの高出力化も実現できる。 Here, in this semiconductor laser drive circuit 20, a large pulse drive current ILD (for example, 1 A or more as an average value) that could not be realized by one operational amplifier circuit is achieved by a simple configuration in which two inexpensive operational amplifier circuits 22 are connected in parallel. Current) can be generated and supplied to the LD1. As a result, the LD 1 as the seed light source of the optical fiber pulse laser device 10 that outputs an arbitrary optical waveform can be output at a lower cost. As a result, the output of the optical fiber pulse laser device 10 can be increased at low cost.

また、２つのアイソレーション抵抗２３によって２つのオペアンプ回路２２間での電流の流入を防止される。その結果、必要な電流をＬＤ１に流し込むことができ、オペアンプ２２ａを許容シンク電流仕様の範囲内で動作させることがより容易にできるので、オペアンプ回路２２のより安定した動作を実現できる。 The two isolation resistors 23 prevent current from flowing between the two operational amplifier circuits 22. As a result, a necessary current can be fed into the LD 1 and the operational amplifier 22a can be more easily operated within the allowable sink current specification range, so that a more stable operation of the operational amplifier circuit 22 can be realized.

なお、アイソレーション抵抗２３の抵抗値Ｒisoによっては、必要なゲインに設定されたオペアンプ回路２２の周波数特性が所望の周波数特性を十分満足するにもかかわらず、パルス駆動電流ＩＬＤの波形およびＬＤ１が出力するパルスレーザ光の光波形の立ち上がり/立ち下がりが遅くなり、所望の周波数特性が得られない場合がある。したがって、Ｒisoについては以下のように設定することが好ましい。 Depending on the resistance value Riso of the isolation resistor 23, the waveform of the pulse drive current ILD and the output LD1 are output even though the frequency characteristic of the operational amplifier circuit 22 set to a necessary gain sufficiently satisfies the desired frequency characteristic. The rising / falling of the optical waveform of the pulse laser beam to be delayed may be delayed, and desired frequency characteristics may not be obtained. Therefore, it is preferable to set Riso as follows.

すなわち、半導体レーザ駆動回路２０の負荷インピーダンス（ＬＤ１を含む）をＲOとし、所望の周波数におけるオペアンプ２２ａの出力インピーダンスをｒ0とすると、以下の式（１）を満足することによって、半導体レーザ駆動回路２０の周波数特性を、オペアンプ２２ａの周波数特性と同等にすることができる。
ＲO≧ｒ0 ・・・（１） That is, when the load impedance (including LD1) of the semiconductor laser drive circuit 20 is R0 and the output impedance of the operational amplifier 22a at a desired frequency is r0, the following equation (1) is satisfied, so that the semiconductor laser drive circuit 20 is satisfied. Can be made equal to the frequency characteristic of the operational amplifier 22a.
R0≥r0 (1)

ここで、半導体レーザ駆動回路２０の負荷インピーダンスは、以下の式（２）で表すことができる。
Ｒ0＝Ｒiso／ｎ＋Ｚ(ＬＤ)＋Ｒsense ・・・（２）
なお、ｎは並列接続するオペアンプ回路の数（以下、並列数と記載する）である。ｎは２以上の整数であり、半導体レーザ駆動回路２０においてはｎ＝２である。また、Ｚ（ＬＤ）はＬＤ１のインピーダンスである。 Here, the load impedance of the semiconductor laser driving circuit 20 can be expressed by the following equation (2).
R0 = Riso / n + Z (LD) + Rsense (2)
Note that n is the number of operational amplifier circuits connected in parallel (hereinafter referred to as the parallel number). n is an integer of 2 or more, and n = 2 in the semiconductor laser driving circuit 20. Z (LD) is the impedance of LD1.

式（１）、（２）より、以下の式（３）が求められる。
Ｒiso／ｎ≧ｒ0−(Ｚ(ＬＤ)＋Ｒsense) ・・・（３）
ゆえに、式（３）を満たすようにＲisoを設定すれば、半導体レーザ駆動回路２０の周波数特性を、オペアンプ２２ａの周波数特性と同等にすることができる。 From the equations (1) and (2), the following equation (3) is obtained.
Riso / n ≧ r0− (Z (LD) + Rsense) (3)
Therefore, if Riso is set so as to satisfy Expression (3), the frequency characteristic of the semiconductor laser drive circuit 20 can be made equal to the frequency characteristic of the operational amplifier 22a.

なお、この半導体レーザ駆動回路２０では、負荷はアイソレーション抵抗２３、ＬＤ１、センス抵抗２４であるが、たとえば半導体レーザ駆動回路２０に他の負荷が含まれる場合に、アイソレーション抵抗２３およびＬＤ１以外の負荷のインピーダンスをＲrとすると、式（２）は以下の式（２ａ）に置き換えてもよい。
Ｒ0＝Ｒiso／ｎ＋Ｚ(ＬＤ)＋Ｒr ・・・（２ａ）
式（２）は、式（２ａ）のＲrがＲsenseである場合である。 In the semiconductor laser drive circuit 20, the loads are the isolation resistors 23, LD1, and the sense resistor 24. For example, when the semiconductor laser drive circuit 20 includes other loads, other than the isolation resistors 23 and LD1. When the impedance of the load is Rr, the equation (2) may be replaced with the following equation (2a).
R0 = Riso / n + Z (LD) + Rr (2a)
Formula (2) is a case where Rr of Formula (2a) is Rsense.

また、半導体レーザ駆動回路２０の並列数ｎは２であるが、並列数を大きくすることで、より大きなパルス駆動電流ＩＬＤを得ることができる。ここで、所望の電流値のパルス駆動電流ＩＬＤを設定した場合に、そのパルス駆動電流ＩＬＤを得るために必要な並列数ｎは、以下の式（４）から、式（５）のように決定される。
ＩＬＤ（＝Ｖ0／Ｒ0）≦Ｉ0×ｎ・・・（４）
ｎ≧ＩＬＤ／Ｉ0 ・・・（５）
ここで、Ｉ0はオペアンプ２２ａの出力電流、Ｖ0はＩ0を得るときのオペアンプ２２ａの出力電圧である。 The parallel number n of the semiconductor laser drive circuit 20 is 2, but a larger pulse drive current ILD can be obtained by increasing the parallel number. Here, when the pulse drive current ILD having a desired current value is set, the parallel number n necessary for obtaining the pulse drive current ILD is determined from the following equation (4) as equation (5). Is done.
ILD (= V0 / R0) ≦ I0 × n (4)
n ≧ ILD / I0 (5)
Here, I0 is the output current of the operational amplifier 22a, and V0 is the output voltage of the operational amplifier 22a when obtaining I0.

したがって、式（３）、（５）を用いれば、所望のパルス駆動電流ＩＬＤを得るために必要な並列数ｎ、および所望の周波数特性を得るためのアイソレーション抵抗Ｒisoを求めることができる。 Therefore, by using the equations (3) and (5), the parallel number n necessary for obtaining a desired pulse drive current ILD and the isolation resistance Riso for obtaining a desired frequency characteristic can be obtained.

なお、一般に理想オペアンプは出力インピーダンスが０であるが、実際のオペアンプは出力インピーダンスが低いものの０とはならない。そこで、オペアンプを駆動する場合には、オペアンプの出力インピーダンスよりも大きな負荷を接続しなければ、オペアンプ内部での電圧降下が大きくなり、内部消費電力が大きくなる。よって、出力の飽和電圧が小さくなり十分な出力電圧が得られない。このことから、接続する負荷はなるべく大きい方が望ましい。しかし、負荷をあまり大きくしすぎると、出力電流が制限されてしまうため、所望の電流を得るためには必要以上に負荷を大きくすることはできない。なお、好ましいＲ0の上限値は、式（４）において等号が成立する場合のＲ0の値である。また、オペアンプの出力インピーダンスには周波数依存性があり、周波数が高くなればなるほど出力インピーダンスも大きくなることから、所望の周波数特性を得るためには必要以上に負荷を小さくすることはできない。すなわち、オペアンプの出力電流と周波数特性の間にはトレードオフの関係がある。 In general, an ideal operational amplifier has an output impedance of 0, but an actual operational amplifier has a low output impedance but does not have 0. Therefore, when driving the operational amplifier, unless a load larger than the output impedance of the operational amplifier is connected, the voltage drop inside the operational amplifier increases, and the internal power consumption increases. Therefore, the saturation voltage of the output becomes small and a sufficient output voltage cannot be obtained. For this reason, it is desirable that the load to be connected is as large as possible. However, if the load is increased too much, the output current is limited, so that the load cannot be increased more than necessary to obtain a desired current. The preferable upper limit value of R0 is the value of R0 when the equal sign is established in the equation (4). Further, the output impedance of the operational amplifier has frequency dependency, and the higher the frequency, the larger the output impedance. Therefore, in order to obtain a desired frequency characteristic, the load cannot be reduced more than necessary. That is, there is a trade-off relationship between the output current of the operational amplifier and the frequency characteristics.

そこで、本実施の形態１に係る半導体レーザ駆動回路２０では、オペアンプを並列接続することによって、低コストな部品を用いた簡易な構成で所望の大きなパルス駆動電流ＩＬＤを得るようにし、駆動回路全体の負荷(Ｒ0)をオペアンプ１個で駆動したときに所望の周波数を得ることができるような負荷にすること、即ちＲ0≧ｒ0とすることによって、所望の周波数特性を得るようにしている。 Therefore, in the semiconductor laser drive circuit 20 according to the first embodiment, by connecting the operational amplifiers in parallel, a desired large pulse drive current ILD can be obtained with a simple configuration using low-cost components, and the entire drive circuit. A desired frequency characteristic is obtained by setting the load (R0) to a load that can obtain a desired frequency when driven by one operational amplifier, that is, R0 ≧ r0.

以上説明したように、本実施の形態１によれば、任意の光波形を出力する光ファイバパルスレーザ装置の種光源、および光ファイバパルスレーザ装置をより低コストで高出力化できる。 As described above, according to the first embodiment, the seed light source of the optical fiber pulse laser device that outputs an arbitrary optical waveform and the optical fiber pulse laser device can be increased in output at a lower cost.

（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２に係る半導体レーザ駆動回路は、図１に示す光ファイバパルスレーザ装置の制御部２において、半導体レーザ駆動回路２０に置き換えて使用できるものであり、回路に含まれるオペアンプの故障を低コストかつ簡易な構成で検出できるものである。 (Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The semiconductor laser driving circuit according to the second embodiment can be used in place of the semiconductor laser driving circuit 20 in the control unit 2 of the optical fiber pulse laser apparatus shown in FIG. It can be detected with a low-cost and simple configuration.

図３は、実施の形態２に係る半導体レーザ駆動回路の構成を示す回路図である。図３（ａ）に示すように、この半導体レーザ駆動回路３０は、ＤＡ変換器２１と、ＤＡ変換器２１に直列接続し、かつ互いに並列接続された４つのオペアンプ回路３２ａ〜３２ｄと、オペアンプ回路３２ａ〜３２ｄのそれぞれおよびＬＤ１のアノード側に直列に接続したアイソレーション抵抗３３ａ〜３３ｄと、ＬＤ１のカソード側に直列接続したセンス抵抗２４と、アイソレーション抵抗３３ａ〜３３ｄのそれぞれに接続した加算回路３５と、加算回路３５に接続したモニタ部としてのモニタ用ＡＤ変換器／ＣＰＵ３６とを備えている。 FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of the semiconductor laser drive circuit according to the second embodiment. As shown in FIG. 3A, the semiconductor laser drive circuit 30 includes a DA converter 21, four operational amplifier circuits 32a to 32d connected in series to the DA converter 21 and connected in parallel to each other, and an operational amplifier circuit. 32a to 32d and an isolation resistor 33a to 33d connected in series to the anode side of LD1, a sense resistor 24 connected in series to the cathode side of LD1, and an adder circuit 35 connected to each of the isolation resistors 33a to 33d. And a monitor AD converter / CPU 36 as a monitor unit connected to the adder circuit 35.

図３（ｂ）に示すように、オペアンプ回路３２ａ〜３２ｄは、いずれもオペアンプ２２ａと、入力抵抗２２ｂと、帰還抵抗２２ｃとから構成される非反転増幅回路である。なお、入力抵抗２２ｂの抵抗値はＲＧ、帰還抵抗２２ｃの抵抗値はＲＦとする。これによって、オペアンプ回路３２ａ〜３２ｄのゲインＡ１は１＋ＲＦ／ＲＧに設定される。すなわち、オペアンプ回路３２ａ〜３２ｄは図２に示すオペアンプ回路２２と同一の構成である。 As shown in FIG. 3B, each of the operational amplifier circuits 32a to 32d is a non-inverting amplifier circuit including an operational amplifier 22a, an input resistor 22b, and a feedback resistor 22c. The resistance value of the input resistor 22b is RG, and the resistance value of the feedback resistor 22c is RF. Thereby, the gain A1 of the operational amplifier circuits 32a to 32d is set to 1 + RF / RG. That is, the operational amplifier circuits 32a to 32d have the same configuration as the operational amplifier circuit 22 shown in FIG.

アイソレーション抵抗３３ａ〜３３ｄは、いずれも抵抗値がＲi１、Ｒi２、Ｒi３、Ｒi４（ただし、Ｒi１＜Ｒi２＜Ｒi３＜Ｒi４、Ｒi１＋Ｒi２＋Ｒi３＋Ｒi４＝Ｒiso）の抵抗が直列接続したものであるが、直列接続の順番が異なっている。すなわち、アイソレーション抵抗３３ａにおける接続の順番を基準にすると、アイソレーション抵抗３３ｂではＲi１とＲi２とが入れ替わっており、アイソレーション抵抗３３ｃではＲi１とＲi３とが入れ替わっており、アイソレーション抵抗３３ｄではＲi１とＲi４とが入れ替わっている。 The isolation resistors 33a to 33d are all connected in series with resistors having resistance values Ri1, Ri2, Ri3, Ri4 (where Ri1 <Ri2 <Ri3 <Ri4, Ri1 + Ri2 + Ri3 + Ri4 = Riso). Is different. That is, based on the order of connection in the isolation resistor 33a, Ri1 and Ri2 are interchanged in the isolation resistor 33b, Ri1 and Ri3 are interchanged in the isolation resistor 33c, and Ri1 in the isolation resistor 33d. Ri4 has been replaced.

加算回路３５は、オペアンプ３５ａと、並列接続された入力抵抗３５ｂ〜３５ｅと、帰還抵抗３５ｆとから構成される。入力抵抗３５ｂは、アイソレーション抵抗３３ａの抵抗値がＲi１の抵抗の直後に接続されている。また、同様に、入力抵抗３５ｃ、３５ｄ、３５ｅは、それぞれアイソレーション抵抗３３ｂの抵抗値がＲi２の抵抗の直後、アイソレーション抵抗３３ｃの抵抗値がＲi３の抵抗の直後、アイソレーション抵抗３３ｄの抵抗値がＲi４の抵抗の直後、に接続されている。その結果、各オペアンプ回路３２ａ〜３２ｄには抵抗値がＲi１、Ｒi２、Ｒi３、Ｒi４という異なる抵抗が割り当てられる。 The adder circuit 35 includes an operational amplifier 35a, input resistors 35b to 35e connected in parallel, and a feedback resistor 35f. The input resistor 35b is connected immediately after the resistance of the isolation resistor 33a whose resistance is Ri1. Similarly, the input resistors 35c, 35d, and 35e have a resistance value of the isolation resistor 33b immediately after the resistance of Ri2, the resistance value of the isolation resistor 33c immediately after the resistance of Ri3, and the resistance value of the isolation resistor 33d, respectively. Is connected immediately after the resistance of Ri4. As a result, different resistances having resistance values Ri1, Ri2, Ri3, Ri4 are assigned to the operational amplifier circuits 32a to 32d.

この半導体レーザ駆動回路３０では、安価な４つのオペアンプ回路３２ａ〜３２ｄを並列に接続するという簡易な構成によって、１つのオペアンプ回路では実現できなかった大きなパルス駆動電流ＩＬＤを生成してＬＤ１に供給することができる。その結果、種光源としてのＬＤ１、および光ファイバパルスレーザ装置１０をより低コストで高出力化できる。 In this semiconductor laser driving circuit 30, a large pulse driving current ILD that cannot be realized by one operational amplifier circuit is generated and supplied to the LD1 by a simple configuration in which four inexpensive operational amplifier circuits 32a to 32d are connected in parallel. be able to. As a result, the output of the LD 1 as the seed light source and the optical fiber pulse laser device 10 can be increased at lower cost.

また、４つのアイソレーション抵抗３３ａ〜３３ｄによって４つのオペアンプ回路３２ａ〜３２ｄ間での電流の流入を防止される。その結果、所望の周波数帯域が実現され、所望の波形のパルス駆動電流、およびその結果としての所望の光波形のパルスレーザ光を実現することができる。なお、アイソレーション抵抗３３ａ〜３３ｄの各抵抗値Ｒisoについては、上述した式（３）に基づいて設定すれば、半導体レーザ駆動回路３０の周波数特性を、オペアンプ２２ａの周波数特性と同等にすることができるので好ましい。 In addition, the four isolation resistors 33a to 33d prevent current from flowing between the four operational amplifier circuits 32a to 32d. As a result, a desired frequency band is realized, and a pulse driving current having a desired waveform and a resultant pulse laser beam having a desired optical waveform can be realized. In addition, about each resistance value Riso of isolation resistance 33a-33d, if it sets based on Formula (3) mentioned above, the frequency characteristic of the semiconductor laser drive circuit 30 can be made equivalent to the frequency characteristic of the operational amplifier 22a. It is preferable because it is possible.

さらに、この半導体レーザ駆動回路３０では、１つの加算回路３５によって、４つのオペアンプ回路３２ａ〜３２ｄのいずれかが故障した場合でも、どれが故障したかを特定することができる。 Further, in this semiconductor laser drive circuit 30, even if any one of the four operational amplifier circuits 32a to 32d fails, it is possible to specify which one has failed by using one adder circuit 35.

すなわち、図３に示す構成によって、オペアンプ回路３２ａの電流モニタ用には抵抗値Ｒi１の抵抗が、オペアンプ回路３２ｂの電流モニタ用には抵抗値Ｒi２の抵抗が、オペアンプ回路３２ｃの電流モニタ用には抵抗値Ｒi３の抵抗が、オペアンプ回路３２ｄの電流モニタ用には抵抗値Ｒi４の抵抗が、それぞれ割り当てられている。そして、加算回路３５には、各オペアンプ回路３２ａ〜３２ｄごとに割り当てられた抵抗により生じる電圧信号が入力される。その結果、それぞれのアイソレーション抵抗３３ａ〜３３ｄには同じ電流が流れる並列オペアンプ出力においても、異なる電圧を検出することができる。 That is, according to the configuration shown in FIG. 3, the resistor having the resistance value Ri1 is used for monitoring the current of the operational amplifier circuit 32a, the resistor having the resistance value Ri2 is used for monitoring the current of the operational amplifier circuit 32b, and the current monitoring of the operational amplifier circuit 32c is used. A resistor having a resistance value Ri3 is assigned to a resistor having a resistance value Ri4 for monitoring the current of the operational amplifier circuit 32d. A voltage signal generated by a resistor assigned to each of the operational amplifier circuits 32 a to 32 d is input to the adder circuit 35. As a result, different voltages can be detected even in the parallel operational amplifier output in which the same current flows in each of the isolation resistors 33a to 33d.

そして、この電圧信号を１つの加算回路３５に入力して、各オペアンプ回路３２ａ〜３２ｄから出力されてアイソレーション抵抗３３ａ〜３３ｄに流れるパルス駆動電流をモニタ用ＡＤ変換器／ＣＰＵ３６によってモニタする。正常時の半導体レーザ駆動回路３０の入力電圧とアイソレーション抵抗３３ａ〜３３ｄに流れるパルス駆動電流との関係は計算により求めることができるので、パルス駆動電流の計算値とモニタ値を比較することで、モニタ電流の減少によってオペアンプ回路３２ａ〜３２ｄの故障を検知することができる。さらに、モニタ電流の減少の程度によって、オペアンプ回路３２ａ〜３２ｄのいずれの出力が低下したのかを特定することができる。たとえば、抵抗値が一番小さいＲi１の抵抗が割り当てられたオペアンプ回路３２ａが故障した場合に最もモニタ電流が減少する。 The voltage signal is input to one adder circuit 35, and the pulse driving current output from each operational amplifier circuit 32a to 32d and flowing to the isolation resistors 33a to 33d is monitored by the monitoring AD converter / CPU 36. Since the relationship between the input voltage of the semiconductor laser drive circuit 30 in the normal state and the pulse drive current flowing through the isolation resistors 33a to 33d can be obtained by calculation, by comparing the calculated value of the pulse drive current with the monitor value, The failure of the operational amplifier circuits 32a to 32d can be detected by the decrease in the monitor current. Furthermore, it is possible to specify which output of the operational amplifier circuits 32a to 32d has decreased depending on the degree of decrease in the monitor current. For example, when the operational amplifier circuit 32a to which the resistance of Ri1 having the smallest resistance value is assigned fails, the monitor current decreases most.

なお、図４は、従来の電流モニタの構成を示す回路図である。図４に示す半導体レーザ駆動回路６０は、図２に示す半導体レーザ駆動回路２０の２つのアイソレーション抵抗２３のそれぞれの両端に、差動増幅回路６５を接続して、モニタ用ＡＤ変換器／ＣＰＵ３６によってアイソレーション抵抗２３に流れる電流をモニタする構成としている。したがって、オペアンプ回路２２の数だけ差動増幅回路６５が必要となるため、オペアンプ回路２２の並列数ｎが多くなるにつれて、使用部品点数が増大するとともに、必要な回路スペースも増大する。 FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional current monitor. The semiconductor laser drive circuit 60 shown in FIG. 4 has a differential amplifier circuit 65 connected to both ends of each of the two isolation resistors 23 of the semiconductor laser drive circuit 20 shown in FIG. Therefore, the current flowing through the isolation resistor 23 is monitored. Accordingly, since the differential amplifier circuits 65 are required by the number of the operational amplifier circuits 22, the number of components used and the necessary circuit space increase as the number n of the operational amplifier circuits 22 in parallel increases.

これに対して、本実施の形態２に係る半導体レーザ駆動回路３０は、１つの加算回路３５によって、４つのオペアンプ回路３２ａ〜３２ｄのいずれかが故障した場合でも、どれが故障したかを特定することができるので、使用部品点数が少なく低コストであるとともに、回路スペースが節約できて小型化できる。 On the other hand, the semiconductor laser driving circuit 30 according to the second embodiment specifies which one of the four operational amplifier circuits 32a to 32d has failed by one adding circuit 35. Therefore, the number of components used is low and the cost is low, and the circuit space can be saved and the size can be reduced.

（実施の形態３）
つぎに、本発明の実施の形態３について説明する。図５は、実施の形態３に係る半導体レーザ駆動回路の構成を示す回路図である。 (Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of the semiconductor laser drive circuit according to the third embodiment.

図５に示す半導体レーザ駆動回路３０Ａと図３に示す実施の形態２に係る半導体レーザ駆動回路３０の構成上の差異は以下の点であり、その他は同様の構成である。すなわち、半導体レーザ駆動回路３０Ａにおいては、アイソレーション抵抗３３ａ〜３３ｄにおける抵抗の直列接続の順番が同じであり、かつ加算回路３５の入力抵抗３５ｂは、アイソレーション抵抗３３ａの抵抗値がＲi１の抵抗の直後に接続されている。また、入力抵抗３５ｃ、３５ｄ、３５ｅは、それぞれアイソレーション抵抗３３ｂの抵抗値がＲi２の抵抗の直後、アイソレーション抵抗３３ｃの抵抗値がＲi３の抵抗の直後、アイソレーション抵抗３３ｄの抵抗値がＲi４の抵抗の直後、に接続されている。 The difference in configuration between the semiconductor laser drive circuit 30A shown in FIG. 5 and the semiconductor laser drive circuit 30 according to the second embodiment shown in FIG. 3 is as follows, and the other configuration is the same. That is, in the semiconductor laser drive circuit 30A, the order of series connection of the resistors in the isolation resistors 33a to 33d is the same, and the input resistor 35b of the adder circuit 35 has a resistance value of Ri1 of the isolation resistor 33a. Connected immediately after. The input resistors 35c, 35d, and 35e have the resistance value of the isolation resistor 33b immediately after the resistance of Ri2, the resistance value of the isolation resistor 33c immediately after the resistance of Ri3, and the resistance value of the isolation resistor 33d of Ri4, respectively. Connected immediately after the resistor.

この半導体レーザ駆動回路３０Ａでは、上記構成によって、オペアンプ回路３２ａの電流モニタ用には抵抗値Ｒi１の抵抗が、オペアンプ回路３２ｂの電流モニタ用には抵抗値（Ｒi１＋Ｒi２）の抵抗が、オペアンプ回路３２ｃの電流モニタ用には抵抗値（Ｒi１＋Ｒi２＋Ｒi３）の抵抗が、オペアンプ回路３２ｄの電流モニタ用には抵抗値（Ｒi１＋Ｒi２＋Ｒi３＋Ｒi４）の抵抗が、それぞれ割り当てられている。その結果、それぞれのアイソレーション抵抗３３ａ〜３３ｄには同じ電流が流れる並列オペアンプ出力においても、異なる電圧を検出することができる。 In the semiconductor laser drive circuit 30A, the resistance of the resistance value Ri1 is used for current monitoring of the operational amplifier circuit 32a, and the resistance of the resistance value (Ri1 + Ri2) is used for current monitoring of the operational amplifier circuit 32b. A resistor having a resistance value (Ri1 + Ri2 + Ri3) is assigned for current monitoring, and a resistor having a resistance value (Ri1 + Ri2 + Ri3 + Ri4) is assigned for monitoring the current of the operational amplifier circuit 32d. As a result, different voltages can be detected even in the parallel operational amplifier output in which the same current flows in each of the isolation resistors 33a to 33d.

したがって、半導体レーザ駆動回路３０と同様に、オペアンプ回路３２ａ〜３２ｄの故障を検知することができ、またモニタ電流の減少の程度によって、オペアンプ回路３２ａ〜３２ｄのいずれの出力が低下したのかを特定することができる。その結果、半導体レーザ駆動回路３０と同様に、使用部品点数が少なく低コストであるとともに、回路スペースが節約できて小型化できる。 Therefore, similarly to the semiconductor laser drive circuit 30, it is possible to detect a failure of the operational amplifier circuits 32a to 32d, and to specify which output of the operational amplifier circuits 32a to 32d has decreased depending on the degree of decrease in the monitor current. be able to. As a result, like the semiconductor laser drive circuit 30, the number of components used is low and the cost is low, and the circuit space can be saved and the size can be reduced.

（実施の形態４）
つぎに、本発明の実施の形態４について説明する。本実施の形態４に係る半導体レーザ駆動回路は、図１に示す光ファイバパルスレーザ装置の制御部２において、半導体レーザ駆動回路２０に置き換えて使用できるものであり、任意波形のパルス駆動電流の立ち上がり/立ち下がりをより急峻にできるものである。 (Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The semiconductor laser driving circuit according to the fourth embodiment can be used in place of the semiconductor laser driving circuit 20 in the control unit 2 of the optical fiber pulse laser apparatus shown in FIG. / It can make the fall more steep.

図６は、実施の形態４に係る半導体レーザ駆動回路の構成を示す回路図である。図６（ａ）に示すように、この半導体レーザ駆動回路４０は、ＤＡ変換器２１と、ＤＡ変換器２１に直列接続し、かつ互いに並列接続された４つのオペアンプ回路４２と、各オペアンプ回路４２およびＬＤ１のアノード側に直列に接続した４つのアイソレーション抵抗４３と、ＬＤ１のカソード側に直列接続したセンス抵抗２４と、ＤＡ変換器２１に直列接続し、かつ互いに並列接続された４つのオペアンプ回路４７と、各オペアンプ回路４７およびセンス抵抗２４を介してＬＤ１のカソード側に直列に接続した４つのアイソレーション抵抗４８と、を備えている。 FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of the semiconductor laser drive circuit according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 6A, the semiconductor laser drive circuit 40 includes a DA converter 21, four operational amplifier circuits 42 connected in series to the DA converter 21 and connected in parallel to each other, and each operational amplifier circuit 42. And four isolation resistors 43 connected in series to the anode side of LD1, a sense resistor 24 connected in series to the cathode side of LD1, and four operational amplifier circuits connected in series to the DA converter 21 and connected in parallel to each other 47 and four isolation resistors 48 connected in series to the cathode side of the LD 1 via each operational amplifier circuit 47 and the sense resistor 24.

オペアンプ回路４２は、図３（ｂ）に示すオペアンプ回路３２ａと同様の構成のものであり、電流ソース用の非反転増幅回路である。また、図６（ｂ）に示すように、オペアンプ回路４７は、オペアンプ４７ａと、入力抵抗４７ｂと、帰還抵抗４７ｃとから構成される電流シンク用の反転増幅回路である。なお、入力抵抗４７ｂの抵抗値はＲＧ５、帰還抵抗４７ｃの抵抗値はＲＦ２とする。これによって、オペアンプ回路４７のゲインＡ２は−ＲＦ５／ＲＧ２に設定される。なお、アイソレーション抵抗４３、４８の抵抗値はＲiso１とする。 The operational amplifier circuit 42 has the same configuration as the operational amplifier circuit 32a shown in FIG. 3B, and is a non-inverting amplifier circuit for a current source. Further, as shown in FIG. 6B, the operational amplifier circuit 47 is a current sink inverting amplifier circuit including an operational amplifier 47a, an input resistor 47b, and a feedback resistor 47c. The resistance value of the input resistor 47b is RG5, and the resistance value of the feedback resistor 47c is RF2. As a result, the gain A2 of the operational amplifier circuit 47 is set to -RF5 / RG2. The resistance values of the isolation resistors 43 and 48 are Riso1.

この半導体レーザ駆動回路４０では、安価な４つのオペアンプ回路４２および４つのオペアンプ回路４７を並列に接続するという簡易な構成によって、１つのオペアンプ回路では実現できなかった大きなパルス駆動電流ＩＬＤを生成してＬＤ１に供給することができる。その結果、種光源部１０ａ、および光ファイバパルスレーザ装置１０をより低コストで高出力化できる。 The semiconductor laser driving circuit 40 generates a large pulse driving current ILD that cannot be realized by one operational amplifier circuit by a simple configuration in which four inexpensive operational amplifier circuits 42 and four operational amplifier circuits 47 are connected in parallel. It can be supplied to LD1. As a result, it is possible to increase the output of the seed light source unit 10a and the optical fiber pulse laser device 10 at a lower cost.

また、４つのアイソレーション抵抗４３によって４つのオペアンプ回路４２間での電流の流入を防止され、４つのアイソレーション抵抗４８によって４つのオペアンプ回路４７間での電流の流入を防止される。その結果、所望の周波数帯域が実現され、所望の波形のパルス駆動電流、およびその結果としての所望の光波形のパルスレーザ光を実現することができる。 The four isolation resistors 43 prevent current from flowing between the four operational amplifier circuits 42, and the four isolation resistors 48 prevent current from flowing between the four operational amplifier circuits 47. As a result, a desired frequency band is realized, and a pulse driving current having a desired waveform and a resultant pulse laser beam having a desired optical waveform can be realized.

さらに、この半導体レーザ駆動回路４０では、電流ソース側のオペアンプ回路４２に対して電流シンク側のオペアンプ回路４７を同じタイミングでかつ論理反転させて動作させることによって、任意波形のパルス駆動電流ＩＬＤの立ち上がり/立ち下がりをより急峻にできるものである。 Further, in this semiconductor laser driving circuit 40, the operational amplifier circuit 47 on the current sink side is operated with the logic inversion at the same timing with respect to the operational amplifier circuit 42 on the current source side, whereby the rising edge of the pulse driving current ILD having an arbitrary waveform. / It can make the fall more steep.

アイソレーション抵抗４３、４８の各抵抗値Ｒiso１については、以下に説明するように設定すれば、半導体レーザ駆動回路４０を、オペアンプ回路４２、４７を構成するオペアンプと同等の周波数特性とすることができるので好ましい。 If the resistance values Riso1 of the isolation resistors 43 and 48 are set as described below, the semiconductor laser drive circuit 40 can have frequency characteristics equivalent to those of the operational amplifiers constituting the operational amplifier circuits 42 and 47. Therefore, it is preferable.

以下、抵抗値Ｒiso１の設定について説明する。まず、半導体レーザ駆動回路４０の場合、ＬＤ１の駆動ラインに掛かる電圧Ｖ0は、下記の式（６）で表される。
Ｖ0＝Ｖop−（Ｖon）・・・（６）
なお、Ｖopは電流ソース用オペアンプ回路４２の正出力電圧であり、Ｖonは電流シンク用オペアンプ回路４７の負出力電圧である。 Hereinafter, the setting of the resistance value Riso1 will be described. First, in the case of the semiconductor laser drive circuit 40, the voltage V0 applied to the drive line of LD1 is expressed by the following equation (6).
V0 = Vop- (Von) (6)
Vop is a positive output voltage of the current source operational amplifier circuit 42, and Von is a negative output voltage of the current sink operational amplifier circuit 47.

また、半導体レーザ駆動回路４０の負荷インピーダンス（ＬＤ１を含む）であるＲOは、以下の式（７）で表される。
Ｒ0＝２×Ｒiso１／ｎ＋Ｚ(ＬＤ)＋Ｒsense ・・・（７） In addition, RO which is the load impedance (including LD1) of the semiconductor laser driving circuit 40 is expressed by the following equation (7).
R0 = 2 × Riso1 / n + Z (LD) + Rsense (7)

なお、この半導体レーザ駆動回路４０では、負荷はアイソレーション抵抗４３、ＬＤ１、センス抵抗２４であるが、たとえば半導体レーザ駆動回路４０に他の負荷が含まれる場合に、アイソレーション抵抗４３、ＬＤ１以外の負荷のインピーダンスをＲrとすると、式（７）は以下の式（７ａ）に置き換えてもよい。
Ｒ0＝２×Ｒiso１／ｎ＋Ｚ(ＬＤ)＋Ｒr ・・・（７ａ）
式（７）は、式（７ａ）のＲrがＲsenseである場合である。 In this semiconductor laser drive circuit 40, the loads are the isolation resistors 43, LD1, and the sense resistor 24. For example, when the semiconductor laser drive circuit 40 includes other loads, other than the isolation resistors 43 and LD1. When the impedance of the load is Rr, the equation (7) may be replaced with the following equation (7a).
R0 = 2 × Riso1 / n + Z (LD) + Rr (7a)
Formula (7) is a case where Rr of Formula (7a) is Rsense.

よって、パルス駆動電流ＩＬＤは、以下の式（８）で表される。
ＩＬＤ＝（Ｖop−（Ｖon）)／Ｒ0＝（Ｖop−（Ｖon））／(２×Ｒiso／ｎ＋Ｚ(ＬＤ)＋Ｒsense) ・・・（８） Therefore, the pulse drive current ILD is expressed by the following formula (8).
ILD = (Vop− (Von)) / R0 = (Vop− (Von)) / (2 × Riso / n + Z (LD) + Rsense) (8)

ここで、上述した式（１）を適用すると、式（９）のようになり、式（１０）が導かれる。
Ｒ0＝２×Ｒiso１／ｎ＋Ｚ(ＬＤ)＋Ｒsense≧ｒ0 ・・・（９）
２×Ｒiso１／ｎ≧ｒ0−（Ｚ(ＬＤ)＋Ｒsense) ・・・（１０）
なお、並列数ｎは、１つの電流ソース用のオペアンプ回路４２と１つの電流シンク用のオペアンプ回路４７とを１組とした場合の並列数であり、この半導体レーザ駆動回路４０ではｎ＝４である。 Here, when the above formula (1) is applied, the formula (9) is obtained, and the formula (10) is derived.
R0 = 2 × Riso1 / n + Z (LD) + Rsense ≧ r0 (9)
2 × Riso1 / n ≧ r0− (Z (LD) + Rsense) (10)
The parallel number n is the parallel number when one current source operational amplifier circuit 42 and one current sink operational amplifier circuit 47 are set as one set. In this semiconductor laser driving circuit 40, n = 4. is there.

ゆえに、式（１０）を満たすようにＲiso１を設定すれば、半導体レーザ駆動回路４０を、オペアンプ回路４２、４７を構成するオペアンプの周波数特性と同等の周波数特性とすることができる。また、式（８）のパルス駆動電流ＩＬＤを得るために必要な並列数ｎは、上述した式（５）から求めることができる。 Therefore, if Riso1 is set so as to satisfy the expression (10), the semiconductor laser drive circuit 40 can have frequency characteristics equivalent to the frequency characteristics of the operational amplifiers constituting the operational amplifier circuits 42 and 47. Further, the parallel number n necessary for obtaining the pulse drive current ILD of the equation (8) can be obtained from the above equation (5).

（実施例１〜５）
つぎに、本発明の実施例により、本発明をより具体的に説明する。なお、本実施例によって本発明が限定されるものではない。 (Examples 1-5)
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples of the present invention. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

本発明の実施例１〜５として半導体レーザ駆動回路を作製した。実施例１は、図２に示す実施の形態１に係る半導体レーザ駆動回路と同様の構成であり、すなわち並列数ｎが２の半導体レーザ駆動回路である。また、実施例２、３は、図３に示す実施の形態２に係る半導体レーザ駆動回路と同様の構成であり、すなわち並列数ｎが４である。なお、実施例２と実施例３とでは、異なる負荷インピーダンスＲ0となるように設計した。また、実施例４、５は、図６に示す実施の形態４に係る半導体レーザ駆動回路と同様の構成であり、すなわち電流ソース用と電流シンク用のオペアンプ回路を備え、並列数ｎが４である。なお、実施例４と実施例５とでは、異なる負荷インピーダンスＲ0となるように設計した。また、実施例１〜５のいずれも、上述した式（１）のＲO≧ｒ0を満たすように設計した。また、使用したオペアンプは、いずれも帯域が約１４０ＭＨｚ（＠ＲＬ＝２５Ω）、出力電流が５００ｍＡ（＠ＲＬ＝２５Ω）、スルー・レート（Slew Rate）が１３００Ｖ／μｓという特性を有するものである。 Semiconductor laser drive circuits were fabricated as Examples 1 to 5 of the present invention. Example 1 has the same configuration as that of the semiconductor laser driving circuit according to the first embodiment shown in FIG. 2, that is, a semiconductor laser driving circuit having a parallel number n of 2. Further, Examples 2 and 3 have the same configuration as that of the semiconductor laser driving circuit according to Embodiment 2 shown in FIG. 3, that is, the parallel number n is 4. The second and third embodiments are designed to have different load impedances R0. Examples 4 and 5 have the same configuration as that of the semiconductor laser driving circuit according to the fourth embodiment shown in FIG. 6, that is, provided with operational amplifier circuits for current source and current sink, and the parallel number n is 4. is there. The fourth and fifth embodiments are designed to have different load impedances R0. In addition, all of Examples 1 to 5 were designed so as to satisfy R0 ≧ r0 of the above-described formula (1). In addition, the operational amplifiers used have characteristics that the bandwidth is about 140 MHz (@ RL = 25Ω), the output current is 500 mA (@ RL = 25Ω), and the slew rate is 1300 V / μs.

図７は、実施例１〜５におけるオペアンプＡ単体の出力インピーダンスおよび半導体レーザ駆動回路の負荷インピーダンスの周波数特性を示す図である。なお、図中オペアンプＡとは、実施例１〜５に使用したオペアンプを意味する。ボードＡ（ソースのみ）とは、実施例１〜３の半導体レーザ駆動回路を意味する。ボードＡ（ソース＋シンク）とは、実施例４、５の半導体レーザ駆動回路を意味する。 FIG. 7 is a diagram illustrating the frequency characteristics of the output impedance of the operational amplifier A alone and the load impedance of the semiconductor laser driving circuit in the first to fifth embodiments. In the figure, the operational amplifier A means the operational amplifier used in the first to fifth embodiments. The board A (source only) means the semiconductor laser drive circuit of the first to third embodiments. The board A (source + sink) means the semiconductor laser drive circuit of the fourth and fifth embodiments.

図７に示すように、実施例１〜５の半導体レーザ駆動回路では、使用したオペアンプＡ単体と同等の周波数特性が得られていることが確認された。 As shown in FIG. 7, it was confirmed that in the semiconductor laser drive circuits of Examples 1 to 5, the same frequency characteristic as that of the used operational amplifier A was obtained.

また、図８は、実施例１との比較用の別のオペアンプＢ、Ｃ単体の出力インピーダンスおよび半導体レーザ駆動回路の負荷インピーダンスの周波数特性を示す図である。なお、図中オペアンプＢ、Ｃとは、実施例１との比較用に使用した別のオペアンプを意味する。ボードＢとは、実施例１との比較用に使用した別のオペアンプＢを搭載した半導体レーザ駆動回路を意味する。ボードＣとは、実施例１との比較用に使用した別のオペアンプＣを搭載した半導体レーザ駆動回路を意味する。 FIG. 8 is a diagram showing the frequency characteristics of the output impedance of another operational amplifier B, C for comparison with the first embodiment and the load impedance of the semiconductor laser driving circuit. In the drawing, operational amplifiers B and C mean other operational amplifiers used for comparison with the first embodiment. The board B means a semiconductor laser driving circuit on which another operational amplifier B used for comparison with the first embodiment is mounted. The board C means a semiconductor laser driving circuit equipped with another operational amplifier C used for comparison with the first embodiment.

図８に示すように、実施例１との比較用の別のオペアンプＢ、Ｃを搭載した半導体レーザ駆動回路においても、使用したオペアンプ単体と同等の周波数特性が得られていることが確認された。 As shown in FIG. 8, it was confirmed that the same frequency characteristic as that of the used operational amplifier alone was obtained even in the semiconductor laser driving circuit equipped with the operational amplifiers B and C for comparison with the first embodiment. .

また、図９は、実施例５の半導体レーザ駆動回路の周波数特性を示す図である。図５に示すように、実施例５の半導体レーザ駆動回路は、周波数帯域が２０３ＭＨｚであり、高速応答が可能な駆動回路であることが確認された。 FIG. 9 is a diagram showing frequency characteristics of the semiconductor laser drive circuit of Example 5. As shown in FIG. 5, it was confirmed that the semiconductor laser drive circuit of Example 5 was a drive circuit having a frequency band of 203 MHz and capable of high-speed response.

また、図１０は、実施例５の半導体レーザ駆動回路を用いた半導体レーザの出力光波形を示す図である。図１０（ａ）は単峰型のパルス波形のレーザ光を出力させた場合であり、横軸のスケールは４ｎｓ／ｄｉｖである。また、図１０（ｂ）は矩形型のパルス波形のレーザ光を出力させた場合であり、横軸のスケールは２０ｎｓ／ｄｉｖである。なお、半導体レーザとしては分布帰還型の半導体レーザを用いた。 FIG. 10 is a diagram showing an output light waveform of a semiconductor laser using the semiconductor laser drive circuit of the fifth embodiment. FIG. 10A shows a case where laser light having a single-peak pulse waveform is output, and the horizontal axis scale is 4 ns / div. FIG. 10B shows a case where laser light having a rectangular pulse waveform is output, and the horizontal axis scale is 20 ns / div. Note that a distributed feedback semiconductor laser was used as the semiconductor laser.

図１０（ａ）では、立ち上がり時間が２．４４０ｎｓ、立下り時間が２．４９５ｎｓのパルス波形が得られており、十分な立ち上がり／立下り特性が得られた。また、図１０（ｂ）についても、立ち上がり時間が約２．２５５ｎｓ、立下り時間が２．７８０ｎｓのパルス波形が得られており、十分な立ち上がり／立下り特性が得られた。 In FIG. 10A, a pulse waveform having a rise time of 2.440 ns and a fall time of 2.495 ns was obtained, and sufficient rise / fall characteristics were obtained. Also for FIG. 10B, a pulse waveform with a rise time of about 2.255 ns and a fall time of 2.780 ns was obtained, and sufficient rise / fall characteristics were obtained.

また、図１１は、実施例１〜５の半導体レーザ駆動回路の特性を示す図である。なお、図中「ｎ」は並列数を示し、「電源電圧」、「ゲイン」はそれぞれオペアンプの電源電圧、ゲインを示し、Ｒisoはアイソレーション抵抗の抵抗値を示している。また、「ＬＤ電流ＩＬＤ」は駆動電流の平均値を示している。 FIG. 11 is a diagram showing the characteristics of the semiconductor laser drive circuits of Examples 1 to 5. In the figure, “n” indicates the parallel number, “power supply voltage” and “gain” indicate the power supply voltage and gain of the operational amplifier, respectively, and Riso indicates the resistance value of the isolation resistor. Further, “LD current ILD” indicates an average value of the drive current.

図１１に示すように、実施例１〜５の半導体レーザ駆動回路は、いずれも好ましい０．８Ａ以上、あるいはさらに好ましい１Ａ以上の駆動電流が実現されている。また、周波数帯域としても、好ましい５０ＭＨｚの広帯域が実現されており、高速応答するものとなっている。したがって、図１０に示すようなパルス波形だけでなく、任意波形のパルスレーザ光を半導体レーザに出力させることができるものである。なお、たとえば実施例２と３、または実施例４と５を比較すると明らかなように、負荷インピーダンスＲ0が大きいほうが周波数帯域を広くすることができる。 As shown in FIG. 11, the semiconductor laser driving circuits of Examples 1 to 5 each achieve a preferable driving current of 0.8 A or more, or more preferable 1 A or more. Also, as a frequency band, a preferable wide band of 50 MHz is realized, and a high-speed response is achieved. Therefore, not only a pulse waveform as shown in FIG. 10 but also a pulse laser beam having an arbitrary waveform can be output to the semiconductor laser. For example, as is apparent from a comparison of Examples 2 and 3 or Examples 4 and 5, the larger the load impedance R0, the wider the frequency band can be.

なお、上記実施の形態では、２個または４個のオペアンプ回路を並列接続しているが、所望の駆動電流を得るためにさらに並列数を増やしてもよい。また、たとえば実施の形態１では、オペアンプ回路を非反転増幅回路として、ＬＤのアノード側にその出力を接続しているが、ＬＤをシンク電流で駆動する場合などは、オペアンプ回路を反転増幅回路としてＬＤのカソード側に接続する構成にしてもよい。 In the above embodiment, two or four operational amplifier circuits are connected in parallel. However, the number of parallel operation may be increased in order to obtain a desired drive current. In the first embodiment, for example, the operational amplifier circuit is a non-inverting amplifier circuit, and the output is connected to the anode side of the LD. However, when the LD is driven with a sink current, the operational amplifier circuit is an inverting amplifier circuit. You may make it the structure connected to the cathode side of LD.

また、上記実施の形態では、ＤＡ変換器からの出力を各オペアンプ回路に直接分岐しているが、ゲインが足りない場合などは、ＤＡ変換器の後にバッファアンプを挿入し、バッファアンプで増幅した出力を分岐して各オペアンプ回路に入力させるようにしてもよい。 In the above embodiment, the output from the DA converter is directly branched to each operational amplifier circuit. When the gain is insufficient, a buffer amplifier is inserted after the DA converter and amplified by the buffer amplifier. The output may be branched and input to each operational amplifier circuit.

また、上記実施の形態では、各オペアンプ回路に入力される信号はＤＡ変換器からの出力信号であるが、電圧制御するための信号であればＤＡ変換器からの出力信号に限定はされない。また、使用するオペアンプについては、高速性を得るためには電流帰還型オペアンプを使用した方がよいが、所望の周波数特性を確保できるようであれば電圧帰還型オペアンプを使用してもよい。また、パルス駆動信号の入力信号ラインに関しては、信号の周波数が高くなった場合に、分岐配線のインピーダンスミスマッチが生じる場合がある。このような場合には、分岐部の前後に直列終端抵抗を挿入して、信号の反射を低減することが好ましい。 In the above embodiment, the signal input to each operational amplifier circuit is an output signal from the DA converter. However, the signal is not limited to the output signal from the DA converter as long as it is a signal for voltage control. As for the operational amplifier to be used, it is better to use a current feedback operational amplifier in order to obtain high speed, but a voltage feedback operational amplifier may be used as long as a desired frequency characteristic can be secured. In addition, with respect to the input signal line of the pulse drive signal, an impedance mismatch of the branch wiring may occur when the signal frequency becomes high. In such a case, it is preferable to insert a series termination resistor before and after the branch portion to reduce signal reflection.

また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。たとえば、実施の形態４に係る半導体レーザ駆動回路において、実施の形態２の電流をモニタする構成を付加してもよい。 Further, the present invention is not limited by the above embodiment. What was comprised combining each component mentioned above suitably is also contained in this invention. For example, in the semiconductor laser drive circuit according to the fourth embodiment, a configuration for monitoring the current of the second embodiment may be added.

１ＬＤ
２制御部
３ＦＢＧ
４光アイソレータ
５励起光源群
６ＴＦＢ
７増幅用ダブルクラッド光ファイバ
１０光ファイバパルスレーザ装置
１０ｂ光ファイバ増幅部
１０ａ種光源部
２０、３０、３０Ａ、４０半導体レーザ駆動回路
２１ＤＡ変換器
２２、３２ａ〜３２ｄ、４２、４７オペアンプ回路
２２ａ、３５ａ、４７ａオペアンプ
２２ｂ、３５ｂ〜３５ｅ、４７ｂ入力抵抗
２２ｃ、３５ｆ、４７ｃ帰還抵抗
２３、３３ａ〜３３ｄ、４３、４８アイソレーション抵抗
２４センス抵抗
３５加算回路
３６モニタ用ＡＤ変換器／ＣＰＵ 1 LD
2 Control unit 3 FBG
4 Optical isolator 5 Excitation light source group 6 TFB
DESCRIPTION OF SYMBOLS 7 Double clad optical fiber for amplification 10 Optical fiber pulse laser apparatus 10b Optical fiber amplification part 10a Seed light source part 20, 30, 30A, 40 Semiconductor laser drive circuit 21 DA converter 22, 32a-32d, 42, 47 Operational amplifier circuit 22a, 35a, 47a Operational amplifiers 22b, 35b-35e, 47b Input resistors 22c, 35f, 47c Feedback resistors 23, 33a-33d, 43, 48 Isolation resistors 24 Sense resistors 35 Adder circuit 36 Monitor AD converter / CPU

Claims

A semiconductor laser driving circuit for driving a semiconductor laser that is a seed light source of an optical fiber pulse laser, comprising a plurality of operational amplifiers connected in parallel, and generating a driving current having an arbitrary waveform by the plurality of operational amplifiers. A semiconductor laser driving circuit, characterized by being supplied to a semiconductor laser.

The semiconductor laser driving circuit according to claim 1, further comprising a plurality of isolation resistors connected to the output of each operational amplifier.

The resistance value of each isolation resistor is Riso, the number of operational amplifiers connected in parallel is n, the output impedance of each operational amplifier is r0, the impedance of the semiconductor laser is Z (LD), and the semiconductor laser driving circuit includes Assuming that the impedance of the load other than the isolation resistor and the semiconductor laser is Rr, the Riso is expressed by the following equation: Riso / n ≧ r0− (Z (LD) + Rr)
The semiconductor laser driving circuit according to claim 2, wherein:

The plurality of operational amplifiers includes a plurality of operational amplifiers for current sources connected in parallel and a plurality of operational amplifiers for current sinks connected in parallel.
The resistance value of each isolation resistor is Riso, the number of sets of the current source operational amplifier and the current sink operational amplifier is n, the output impedance of each operational amplifier is r0, and the impedance of the semiconductor laser is Z (LD ), Where Rr is the impedance of the isolation resistor and the load other than the semiconductor laser included in the semiconductor laser driving circuit, the Riso is expressed by the following formula 2 × Riso / n ≧ r0− (Z (LD) + Rr)
The semiconductor laser driving circuit according to claim 2, wherein:

Assuming that the desired drive current is ILD and the output current of each operational amplifier is I0, the n necessary to obtain the ILD is expressed by the following equation: n ≧ ILD / I0
5. The semiconductor laser driving circuit according to claim 3, wherein the semiconductor laser driving circuit is determined by:

One adder circuit for detecting the current flowing through the output of each operational amplifier, and a monitor unit for monitoring the output of the adder circuit, the monitor unit based on the output of the adder circuit 6. The semiconductor laser driving circuit according to claim 1, wherein a failure of the operational amplifier is detected.

Each isolation resistor includes a portion having a different resistance value assigned to each operational amplifier, and the adder circuit receives a voltage signal generated by the portion assigned to each operational amplifier. The semiconductor laser driving circuit according to claim 6, wherein any one of claims 2 to 5 is cited.

An optical fiber pulse laser device comprising the semiconductor laser drive circuit according to claim 1.