JPH01135085A - 半導体レーザ駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ディジタル信号を入力信号とする光通信装置
に用いる半導体レーザ駆動回路に関する。

従来の技術 一般に、半導体レーザは環境の温度や、経時変化などで
その光出力が大きく変動する。そのため、その変動を抑
制して安定な光源とするため光出力を安定化させるよう
にした駆動回路が使用される。

第３図は、そのような半導体レーザ駆動回路の従来の一
構成を示すブロック図であり、ディジタル信号を入力信
号とする光通信装置における光源に適用した回路の一例
を示している。３１は半導体レーザ、３２は端子ａから
入力されるＮＲＺデータ信号をＲＺディジタル信号に波
形変換する波形変換回路、３３は波形変換回路３２の出
力が印加されて半導体レーザ３１の駆動電流を出力する
駆動電流回路、３４は半導体レーザ３１の発振出力を受
けて光電変換するフォトダイオード（以下、ＰＤと略す
）、３５はＰＤ３４の出力電流を平均化する平均値検出
回路、３６は半導体レーザのバイアス電流を制御するバ
イアス電流制御回路である。

第４図は一般的な半導体レーザのＩ−Ｌ（電流対発光）
特性図で、この図を参照して上記第３図の半導体レーザ
駆動回路の動作を説明する。

第３図における半導体レーザ３１はバイアス電流制御回
路３６により、第４図にＩＢで示すバイアス電流が与え
られている。駆動電流回路３３は波形変換回路３２から
印加される入力信号により、駆動電流Ｉｐを半導体レー
ザ３１に印加し、半導体レーザ３１は第４図の発掘特性
ｍに従ってピーク出力Ｐｏにより発振している。

その発振光出力の一部はＰＤ３４により受光され、その
光電変換出力は平均値検出回路３５において、基準電圧
ＲＥＦと比較され、その基準電圧と一致する電圧を発生
する平均光出力ｐ　／　ｏを発振させるようにバイアス
電流制御回路３６はＡ　Ｐ　Ｃ（Ａｕｔ。

ｍａｔｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路により
バイアス電流を自動的にＩ′Ｂに制御する。

従来の半導体レーザ駆動回路はこのように構成されてい
るので、半導体レーザ３１の温度特性や、経時変化によ
って発振出力に変動を生じても、はぼ一定の光出力Ｐ′
ｏが得られる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このような従来の半導体レーザの光出力
を安定化させる駆動回路では何らかの事情で波形変換回
路３２に印加されるディジタル入力信号が停止すると、
当然、１駆動電流回路３３は半導体レーザ３１に駆動電
流を印加しなくするが、平均値検出回路３５の働きによ
り、バイアス電流制御回路３６で第４図に示す■′Ｂの
位置にバイアスされ、平均値ｐ　１０の光出力の発振を
続ける。これにより受信側では無信号入力であるにも拘
らず、強い光信号が入ることになり、受信特性に悪影響
を及ぼす。また、急に入力信号が到来すると、半導体レ
ーザ３１はＡＰＣ回路が応答するまでの間、過大なパワ
ーで発光してしまい、バーストデータの伝送を行なうこ
とができない。また、半導体レーザ３１は不必要な発光
のだめ、その寿命の劣化を来すなどの問題があった。

本発明は、以上のような従来技術の問題を解決するもの
で、データ到来時の過大発光を防止することができ、ま
だ、バーストデータと連続データの伝送に適用すること
ができ、更に、半導体レーザの長寿命化を図ることがで
きるようにした半導体レーザ駆動回路を提供することを
目的とするものである。

問題点を解決するだめの手段 本発明は、上記目的を達成するため、半導体レーザの駆
動電流を出力する駆動電流回路と、入力データのマーク
率検出回路と、上記半導体レーザの光出力を光電変換す
る回路と、上記マーク率検出回路の出力と上記光電変換
回路の出力と基準電圧を比較する比較器と、送信データ
要求信号によりバイアス電流を立上げるためのタイマ回
路と、このタイマ回路の出力と上記比較器の出力により
半導体レーザのバイアス電流を閾値電流値付近にバイア
スするバイアス電流制御回路とを備えたものである。

作用 上記技術的手段による作用は次のようになる。

すなわち、データ無送信時には、送信データ要求信号が
Ｌｏｗであるので、半導体レーザに電流を流さない。ま
た、データ伝送時には、データ送出に先立ち、送信デー
タ要求信号によりタイマ回路がバイアス電流を立ち上げ
る出力電圧を出力し、一方、比較器がマーク率検出回路
出力と光電変換回路出力と基準電圧と比較して所定のバ
イアス電流となるよう制御電力を出力し、これらの出力
によりバイアス電流制御回路がバイアス電流を所定のバ
イアス電流値に設定するので、符号マーク率の密度によ
らずに半導体レーザの発光ビークパワーを一定にするこ
とができ、バーストデータの伝送、連続データの伝送を
行なうことができる。また、上記の送信データ要求信号
によるバイアス電流の立上げと、マーク率検出によるバ
イアス電流制御により、データ到来時の過大発光を抑え
ることができる。

実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。第１図および第２図は本発明の一実施例における
半導体レーザ駆動回路を示し、第１図は概略ブロック図
、第２図は動作説明用の半導体レーザの特性例と信号波
形図である。

第１図において、１１は半導体レーザ（ＬＤ）　１２は
半導体レーザ１１の光出力を監視する受光素子であるフ
ォトダイオード（ＰＤ）　、１３はバイアス電流源、１
４はパルス駆動電流源、１５は入力データにより開閉す
る変調スイッチ、１６は入力データの符号のマーク率検
出回路、１７は送信データ要求信号ａの入力によりバイ
アス電流を立上げるタイマ回路（時定数回路）、１８は
フォトダイオード１２、すなわち半導体レーザ１１の光
出力を光電変換する光電変換回路、１９は符号のマーク
率検出回路１６の出力と光電変換回路１８の出力と基準
電圧（ｒｅｆ）とを比較する比較器、２０はタイマ回路
１７からの出力電圧と比較器１９からの制御電圧が入力
され、バイアス電流源１３を制御するバイアス電流制御
回路であるＯ 次に上記実施例の動作について説明する。

データの無送信時には、第２図に示すように送信データ
要求信号ａはＬｏｗであり、半導体レーザ１１には電流
は流れていない。データを送信する時には、データが入
力されるｔｓｕ時間前に送信データ要求信号ａがＨｉｇ
ｈになり、タイマ回路１７によりｔｓｕ時間内にバイア
ス電流が所定の電流値ＩＢとなるように立上がる出力電
圧を出力し、この出力電圧がバイアス電流制御回路２０
に入力される。−方、入力データのマーク率検出回路１
６からの出力と光電変換回路１８からの出力を比較器１
９で基準電圧（ｒｅｆ）と比較し、入力データのマーク
率の密度によらずに所定のバイアス電流Ｉｎとなるよう
制御電圧を出力し、この制御電圧がバイアス電流制御回
路２０へ入力される。これにより、バイアス電流制御回
路２０はバイアス電流源１３を第２図に示すように所定
のバイアス電流値Ｉｎにｔｓｕ時間以内に設定する。そ
して、時刻Ｔ２にデータｂが入力されると、データの一
１＃、ｌ’ｌＱ＃によって、パルス駆動電流源１４によ
る信号電流Ｉｐを変調スイッチ１５で０Ｎ１０ＦＦＬ、
半導体レーザ１１を直接強度変調し、第２図に示すピー
クパワーＰＯの光出力を得る。まだ、この時、データの
皇１〃により発光平均パワーが変動するが、マーク率検
出回路１６の出力による比較器１９の出力により、入力
データのマーク率が変化してもバイアス電流をほぼ閾値
電流値の所に設定し、ピーク光出力ＰＯが一定となるよ
うに制御する。

一方、連続データを送る時には、送信データ要求信号ａ
はＨｉｇｈに固定され、マーク率検出回路１６、光電変
換回路１８、比較器１９、バイアス電流制御回路２０に
より、バーストデータ伝送時と同様に、光出力ピークパ
ワーがＰｏで一定となるように半導体レーザ１１のバイ
アス電流を制御する。

このように本実施例によれば、バースト的なデータを伝
送するために、送信データ要求信号ａを用い、データが
入力される前に半導体レーザ１１のバイアス電流をほぼ
閾値電流値の所定の電流値にするだめ、従来例のように
データが急に入力されても半導体レーザ１１が過大に発
光することがなく、また、データ無人力時には、半導体
レーザ１１に流すバイアス電流をＯＦＦとするため、無
駄な電力を消費することがなく、したがって、半導体レ
ーザ１１の寿命を延ばすことができる。また、バースト
データの伝送と連続データ伝送の両方に適用することが
できる。

発明の効果 以上述べたように本発明によれば、データ無送時には、
送信データ要求信号がＬｏｗであるので、半導体レーザ
は待機状態で電流を流さないため、半導体レーザで無駄
な電力を消費することなく、半導体レーザの寿命を延長
することができる。また、データ伝送時に先立ち、送信
データ要求信号によりタイマ回路がバイアス電流を立上
げる出力電圧を出力し、一方、比較器がマーク率検出回
路出力と光電変換回路出力と基準電圧と比較して所定の
バイアス電流となるよう制御電圧を出力し、これらの出
力によりバイアス電流制御回路が・くイアスミ流を所定
のバイアス電流値に設定するので、符号マーク率の密度
によらずに半導体レーザの発光ピークパワーを一定にす
ることができ、バーストデータ伝送にも、連続データ伝
送にも適用することができる。また、上記のような送信
データ要求信号によるバイアス電流の立上げと、マーク
率検出によるバイアス電流制御により、データ到来時の
過大発光を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例における半導体
レーザ駆動回路を示し、第１図は概略ブロック図、第２
図は動作説明用の半導体レーザの特性例と信号波形図、
第３図は従来の半導体レーザ駆動回路の概略ブロック図
、第４図は従来例の動作説明用の半導体レーザの特性例
と信号波形図である。 １１・・・半導体レーザ（ＬＤ）　、１２・・・フォト
ダイオード（ＰＤ）　、１３・・・バイアスＴＬａ源、
１４・・・パルス駆動電流源、１５・・・変調スイッチ
、１６・・・マーク率検出回路、１７・・・タイマ回路
（時定数回路）、１８・・・光電変換回路、１９・・・
比較器、２０・・・バイアス電流制御回路。 代匪人の氏名弁理士　中尾敏男　ほか１名ｎ　　　　　
　　　　　　ｄ ′ｉＡ２　　ｒ３ 第　３　図 ｒν 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体レーザの駆動電流を出力する駆動電流回路と、
   入力データのマーク率検出回路と、上記半導体レーザの
   光出力を光電変換する回路と、上記マーク率検出回路の
   出力と上記光電変換回路の出力と基準電圧を比較する比
   較器と、送信データ要求信号によりバイアス電流を立上
   げるためのタイマ回路と、このタイマ回路の出力と上記
   比較器の出力により半導体レーザのバイアス電流を閾値
   電流値付近にバイアスするバイアス電流制御回路とを備
   えたことを特徴とする半導体レーザ駆動回路。