JP6928840B2 - 発光装置、ファイバレーザ装置、および発光素子の制御方法 - Google Patents
発光装置、ファイバレーザ装置、および発光素子の制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6928840B2 JP6928840B2 JP2018005733A JP2018005733A JP6928840B2 JP 6928840 B2 JP6928840 B2 JP 6928840B2 JP 2018005733 A JP2018005733 A JP 2018005733A JP 2018005733 A JP2018005733 A JP 2018005733A JP 6928840 B2 JP6928840 B2 JP 6928840B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- control voltage
- emitting element
- transistors
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
図1は、実施形態1に係る発光装置のブロック図である。発光装置10は、直流電源1と、発光素子部2−1〜2−Nと、トランジスタ3−1〜3−Nと、電流制御部4−1〜4−Nと、電流モニタ部5−1〜5−Nと、制御部6とを備えている。なお、Nは2以上の整数である。
ところで、近年、LDの高出力化に伴い電流I1〜INが大きくなってきている。電流I1〜INが大きくなるにつれてトランジスタ3−1〜3−Nの発熱量も大きくなる。
Vds1=Vpower−Vf(I1)−Rs1×I1 (1)
また、トランジスタ3−1の消費電力をP1とすると、P1は式(2)で表される。
P1=I1×Vds1 (2)
すると、トランジスタ3−1のジャンクション温度Tj1は式(3)で表される。なお、Tr1はトランジスタ3−1のオン抵抗であり、Ths1は、トランジスタ3−1のジャンクション温度に対するヒートシンクの寄与を表すパラメータである。
Tj1=P1×Tr1+Ths1
=I1×Vds1×Tr1+Ths1
=I1×(Vpower−Vf(I1)−Rs1×(I1))×Tr1
+Ths1 (3)
式(1)〜(3)は、他の発光素子部2−2〜2−N、トランジスタ3−2〜3−N、電流モニタ部5−2〜5−Nについても成り立つ。
W=I1×Vf(I1)+I2×Vf(I2) (4)
なお、トランジスタ3−1、3−2が同じ電気的特性であり、これらのジャンクション温度をTjとすると、例えば、最急降下法(ラクアンジェの未定係数法)により、Wを決める点(I1、I2)でTjを最小にする点を求めることができる。すなわち、式(5)〜(8)を満たすI1、I2が解である。
L(I1、I2、λ)
=Tj+λ(W−I1×Vf(I1)+I2×Vf(I2)) (5)
δL(I1、I2、λ)/δI1=0 (6)
δL(I1、I2、λ)/δI2=0 (7)
δL(I1、I2、λ)/δλ=0 (8)
図9は、実施形態2に係る発光装置のブロック図である。この発光装置10Bは、図1に示す発光装置10の構成において、N=2とし、発光素子部2−1、2−2を発光素子部2に置き換え、トランジスタ3−1、3−2を発光素子部2に直列に接続する構成としたものである。
図10は、実施形態3に係るファイバレーザ装置の模式図である。ファイバレーザ1000は、レーザ加工用のファイバレーザとして構成されており、複数のファイバレーザ装置100と、光合波カプラ1001と、加工ヘッド1002とを備えている。
2、2−1〜2−N 発光素子部
3−1〜3−N トランジスタ
4−1〜4−N 電流制御部
5−1〜5−N 電流モニタ部
6 制御部
6C1 設定光出力情報受信部
6C2 現在光出力情報受信部
6C3 FET温度情報受信部
6C4 情報処理部
6C5 テーブルデータ記憶部
6C6 電圧指示部
6C7 電流指示部
7 ツェナーダイオード
10 発光装置
20、60 TFB
30、50 FBG
40 光増幅ファイバ
70 光分岐カプラ
100 ファイバレーザ装置
1000 ファイバレーザ
1001 光合波カプラ
1002 加工ヘッド
Claims (15)
- 複数の発光素子と、
複数の前記発光素子に電流を供給する直流電源と、
互いに並列に接続され、それぞれが複数の前記発光素子のうち対応する発光素子に直列接続しており、印加される制御電圧に応じて自身と前記対応する発光素子とに流れる電流をそれぞれ制御する複数のトランジスタと、
複数の前記トランジスタのそれぞれに印加する制御電圧を制御する制御部と、
当該発光装置に指示される総光出力強度と、前記制御電圧のそれぞれとの関係を記憶する記憶部と、
を備え、
複数の前記トランジスタは、それぞれ、前記制御電圧に応じた前記電流が増加するにつれてジャンクション温度が増加して許容上限温度を超えた極大値をとり、前記電流がさらに増加するとジャンクション温度が前記許容上限温度より低くなる特性を有し、
前記制御部は、前記総光出力強度を実現するとともに、複数の前記トランジスタのそれぞれのジャンクション温度が許容上限温度を超えないように、前記記憶部を参照して複数の前記トランジスタのそれぞれに個別に前記制御電圧を設定し、
前記総光出力強度が、複数の前記トランジスタのそれぞれの制御電圧が前記ジャンクション温度が極大となる前記制御電圧未満であって複数の前記トランジスタのそれぞれに流れる電流が等しい場合には前記ジャンクション温度が前記許容上限温度となる前記制御電圧、に対応する総光出力強度の所定値以上の場合、少なくとも1つの前記トランジスタを、前記ジャンクション温度が極大となる前記制御電圧を超え、当該トランジスタの前記ジャンクション温度が前記許容上限温度以下となる前記制御電圧を印加するように制御する
ことを特徴とする発光装置。 - 前記複数のトランジスタのそれぞれについてのジャンクション温度と前記制御電圧との関係を記憶する記憶部を備えており、
前記制御部は、前記記憶された関係に従って前記制御電圧を設定することを特徴とする請求項1に記載の発光装置。 - 前記発光素子の出力と前記制御電圧との関係を記憶する記憶部を備えており、
前記制御部は、前記記憶された関係に従って前記制御電圧を設定することを特徴とする請求項1に記載の発光装置。 - 前記制御部は、前記直流電源の電圧を、前記発光素子を駆動可能な電圧よりも大きな電圧に制御することを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 前記制御部は、複数の前記トランジスタのそれぞれの負荷を最大にする電流を回避するように、前記制御電圧を設定することを特徴とする請求項1に記載の発光装置。
- 複数の前記発光素子は、直列接続された複数の発光素子群を構成しており、
複数の前記トランジスタは、複数の前記発光素子群に直列に接続されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の発光装置。 - 複数の前記発光素子群のそれぞれに直列接続された複数の電流モニタ部を備え、
複数の前記電流モニタ部の抵抗値がそれぞれ異なることを特徴とする請求項6に記載の発光装置。 - 請求項1〜7のいずれか一つに記載の発光装置を備え、前記発光素子は光増幅ファイバの励起光源であることを特徴とするファイバレーザ装置。
- 印加される制御電圧に応じて、自身と複数の発光素子のうち対応する発光素子とに流れる電流をそれぞれ制御する互いに並列に接続された複数のトランジスタの当該印加される制御電圧のそれぞれと、前記複数の発光素子に指示される総光出力強度との関係を参照して、前記総光出力強度を実現するとともに、複数の前記トランジスタのそれぞれのジャンクション温度が許容上限温度を超えないように、複数の前記トランジスタのそれぞれに、個別に前記制御電圧を設定し、
複数の前記トランジスタは、それぞれ、前記制御電圧に応じた前記電流が増加するにつれてジャンクション温度が増加して許容上限温度を超えた極大値をとり、前記電流がさらに増加するとジャンクション温度が前記許容上限温度より低くなる特性を有し、
前記総光出力強度が、複数の前記トランジスタのそれぞれの制御電圧が前記ジャンクション温度が極大となる前記制御電圧未満であって複数の前記トランジスタのそれぞれに流れる電流が等しい場合には前記ジャンクション温度が前記許容上限温度となる前記制御電圧、に対応する総光出力強度の所定値以上の場合、少なくとも1つの前記トランジスタを、前記ジャンクション温度が極大となる前記制御電圧を超え、当該トランジスタの前記ジャンクション温度が前記許容上限温度以下となる前記制御電圧を印加するように制御する
ことを特徴とする発光素子の制御方法。 - 前記複数のトランジスタのそれぞれについてのジャンクション温度と前記制御電圧との関係に従って前記制御電圧を設定することを特徴とする請求項9に記載の発光素子の制御方法。
- 前記発光素子の出力と前記制御電圧との関係に従って前記制御電圧を設定することを特徴とする請求項9に記載の発光素子の制御方法。
- 前記発光素子に電流を供給する直流電源の電圧を、前記発光素子を駆動可能な電圧よりも大きな電圧に制御することを特徴とする請求項9に記載の発光素子の制御方法。
- 複数の前記トランジスタのそれぞれの負荷を最大にする電流を回避するように、前記制御電圧を設定することを特徴とする請求項9に記載の発光素子の制御方法。
- 複数の前記発光素子は、直列接続された複数の発光素子群を構成しており、
複数の前記トランジスタは、複数の前記発光素子群に直列に接続されていることを特徴とする請求項9〜13のいずれか一つに記載の発光素子の制御方法。 - 複数の前記発光素子群のそれぞれに直列接続された複数の電流モニタ部の抵抗値がそれぞれ異なることを特徴とする請求項14に記載の発光素子の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018005733A JP6928840B2 (ja) | 2018-01-17 | 2018-01-17 | 発光装置、ファイバレーザ装置、および発光素子の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018005733A JP6928840B2 (ja) | 2018-01-17 | 2018-01-17 | 発光装置、ファイバレーザ装置、および発光素子の制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019125712A JP2019125712A (ja) | 2019-07-25 |
JP6928840B2 true JP6928840B2 (ja) | 2021-09-01 |
Family
ID=67399532
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018005733A Active JP6928840B2 (ja) | 2018-01-17 | 2018-01-17 | 発光装置、ファイバレーザ装置、および発光素子の制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6928840B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021124994A1 (ja) | 2019-12-18 | 2021-06-24 | 日亜化学工業株式会社 | 光源装置 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4509731B2 (ja) * | 2004-10-13 | 2010-07-21 | 株式会社小糸製作所 | 車両用灯具の点灯制御回路 |
JP5603160B2 (ja) * | 2010-07-23 | 2014-10-08 | 株式会社小糸製作所 | 半導体光源点灯回路および制御方法 |
DE102010054899B4 (de) * | 2010-12-17 | 2018-07-12 | Austriamicrosystems Ag | Regelkreisanordnung, Schaltungsanordnung und Verfahren zur Regelung einer mit einer Last gekoppelten Stromquelle |
JP5811248B2 (ja) * | 2013-10-15 | 2015-11-11 | ウシオ電機株式会社 | 光源装置およびプロジェクタ |
JP6486606B2 (ja) * | 2014-04-15 | 2019-03-20 | 新日本無線株式会社 | Ledアレイ駆動回路 |
JP2017051047A (ja) * | 2015-09-04 | 2017-03-09 | カルソニックカンセイ株式会社 | パワー半導体スイッチング素子の温度検出装置及びパワー半導体スイッチング素子の動作制御装置 |
JPWO2017154128A1 (ja) * | 2016-03-09 | 2018-12-27 | 株式会社島津製作所 | 半導体発光装置 |
JP6752604B2 (ja) * | 2016-04-01 | 2020-09-09 | 株式会社フジクラ | ファイバレーザシステム、及び、その制御方法 |
-
2018
- 2018-01-17 JP JP2018005733A patent/JP6928840B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019125712A (ja) | 2019-07-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103701033B (zh) | 一种用于dfb激光器的工作保护系统 | |
US10511144B2 (en) | Semiconductor light-emitting device | |
EP3207602A1 (en) | Laser system and method of tuning the output power of the laser system | |
US20090316741A1 (en) | Temperature control apparatus and optical transmission device using same | |
US9705280B2 (en) | Systems and methods for adaptively controlling a thermoelectric cooler | |
JP6619410B2 (ja) | レーザ加工装置 | |
US20160367124A1 (en) | Light source apparatus, endoscope apparatus, and light source control method | |
JP6928840B2 (ja) | 発光装置、ファイバレーザ装置、および発光素子の制御方法 | |
KR20160033585A (ko) | 의료기 레이저 다이오드용 전원 공급 장치 | |
JP5435500B2 (ja) | 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 | |
US20170033531A1 (en) | System and method for controlling collocated multiple wavelength tuned lasers | |
JP5505011B2 (ja) | 波長可変レーザ駆動回路 | |
WO2015145742A1 (ja) | レーザダイオードの駆動回路及びレーザ装置 | |
JP2013197371A (ja) | 駆動回路、光源装置、光増幅器、および、駆動方法 | |
JP6741034B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
JP6772637B2 (ja) | 半導体発光素子駆動回路 | |
JP2020047957A (ja) | 半導体レーザ駆動回路 | |
JP2000269576A (ja) | 固体レーザ装置 | |
WO2021124994A1 (ja) | 光源装置 | |
JP2018064099A (ja) | レーザ装置及び半導体レーザ素子の制御方法 | |
JP2013182377A (ja) | 定電流電源装置 | |
JP7370892B2 (ja) | 発光装置、ファイバレーザ装置、統合発光装置、および発光素子の制御方法 | |
JPH05167170A (ja) | 集積型半導体レーザアレイの光出力安定化装置 | |
JP5995913B2 (ja) | 波長可変レーザ素子の制御方法および波長可変レーザ装置 | |
JP6815885B2 (ja) | 波長可変光源の制御装置および制御方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190520 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200318 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200421 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200611 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201201 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210113 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210629 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210720 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6928840 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |