JPH01179382A - レーザダイオード制御方式 - Google Patents
レーザダイオード制御方式Info
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- JPH01179382A JPH01179382A JP62334093A JP33409387A JPH01179382A JP H01179382 A JPH01179382 A JP H01179382A JP 62334093 A JP62334093 A JP 62334093A JP 33409387 A JP33409387 A JP 33409387A JP H01179382 A JPH01179382 A JP H01179382A
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- diode
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
艮嵐分互
この発明は、レーザビームプリンタ、デジタル複写機、
ファクシミリ装置、光デイスク装置等の書込み系に使用
されるレーザダイオードの制御方式に関する。
ファクシミリ装置、光デイスク装置等の書込み系に使用
されるレーザダイオードの制御方式に関する。
皇】θ1琺
一般に、上記のような各種の機器における書込み系とし
て、レーザダイオードを用いてレーザビームを発生させ
、それを書込みデータに応じて変調して感光体又は記録
媒体上を走査することにより、画像形成あるいはデータ
記録を行なうようにしたものがある。
て、レーザダイオードを用いてレーザビームを発生させ
、それを書込みデータに応じて変調して感光体又は記録
媒体上を走査することにより、画像形成あるいはデータ
記録を行なうようにしたものがある。
このようなレーザ書込み装置においては、レーザダイオ
ードによって発生するレーザビームは光強度をある値に
保ちながら、なおかつ書込みデータに応じてオン・オフ
制御(レーザビームを放射又はカット)する必要がある
。
ードによって発生するレーザビームは光強度をある値に
保ちながら、なおかつ書込みデータに応じてオン・オフ
制御(レーザビームを放射又はカット)する必要がある
。
現在市販されているレーザダイオードは、一般にその発
光強度モニタ用のホトダイオードを一体のパッケージ内
に光学的に結合して持っており、レーザダイオードの発
光強度はこのモニタ用フォトダイオードの出力を制御す
ることによって制御される。
光強度モニタ用のホトダイオードを一体のパッケージ内
に光学的に結合して持っており、レーザダイオードの発
光強度はこのモニタ用フォトダイオードの出力を制御す
ることによって制御される。
この場合、レーザダイオードのカソードとフォトダイオ
ードのカソードが共通端子としてパツケ−ジから出力さ
れているものがあり、フォトダイオードの特性(後述)
上モニタ電流を正確に検出しようと思えば正負2電源が
必要となり、正電源のみでやろうと思えば検出精度が落
ちるという問題点があった。
ードのカソードが共通端子としてパツケ−ジから出力さ
れているものがあり、フォトダイオードの特性(後述)
上モニタ電流を正確に検出しようと思えば正負2電源が
必要となり、正電源のみでやろうと思えば検出精度が落
ちるという問題点があった。
旦−莢
この発明は上記の点に鑑みてなされたもので簡単な回路
構成と単一の電源で正確なレーザダイードの光量制御を
行うことを目的としている。
構成と単一の電源で正確なレーザダイードの光量制御を
行うことを目的としている。
盈−双
この発明は上記の目的を達成するため、レーザダイオー
ドとその出力発光強度をモニタするフォトダイオードの
各カソード端子が一体化されたパッケージの共通ピンと
して出力されているレーザダイオードを使用し、そのカ
ソード端子とアース間にダイオード等の電圧降下素子を
直列に挿入してモニタ電流を検出し、そのモニタ電流に
よってレーザダイオードの発光量を制御するようにした
ものである。
ドとその出力発光強度をモニタするフォトダイオードの
各カソード端子が一体化されたパッケージの共通ピンと
して出力されているレーザダイオードを使用し、そのカ
ソード端子とアース間にダイオード等の電圧降下素子を
直列に挿入してモニタ電流を検出し、そのモニタ電流に
よってレーザダイオードの発光量を制御するようにした
ものである。
以下、この発明の一実施例に基づいて具体的に説明する
が、それに先立ってこの発明を適用すべき従来技術につ
いて具体的に説明する。
が、それに先立ってこの発明を適用すべき従来技術につ
いて具体的に説明する。
第2図は、その従来のレーザダイオード制御方式による
回路の一例を示すブロック回路図であり、例えばレーザ
ビームプリンタの書込み系等に用いるレーザダイオード
駆動制御回路である。
回路の一例を示すブロック回路図であり、例えばレーザ
ビームプリンタの書込み系等に用いるレーザダイオード
駆動制御回路である。
この回路において、レーザダイオードLDとその発光強
度をモニタするフォトダイオードPDとは光学的に結合
されて一体のパッケージに収納され、それぞれのカソー
ド端子が共通のピンとして出力されている。
度をモニタするフォトダイオードPDとは光学的に結合
されて一体のパッケージに収納され、それぞれのカソー
ド端子が共通のピンとして出力されている。
そしてこの回路は、レーザダイオードLDにドライブ電
流を流して発光させるドライバ1Bと、その発光をビデ
オ信号VIDEOに応じてオン・オフ制御するドライバ
17と、フォトダイオードPDによって発生されるモニ
タ電圧Vmを一定の基準電圧Vrと比較してドライバ1
6の入力電圧Viを制御する比較器18と、この比較器
18から出力されるドライバ入力電圧をサンプリングし
てホールドするサンプリングホールド回路19と、この
サンプリングホールド回路1日の入出力を切換える電子
制御のアナログスイッチ等による一組のスイッチS W
l、 S W2とによって構成されている。
流を流して発光させるドライバ1Bと、その発光をビデ
オ信号VIDEOに応じてオン・オフ制御するドライバ
17と、フォトダイオードPDによって発生されるモニ
タ電圧Vmを一定の基準電圧Vrと比較してドライバ1
6の入力電圧Viを制御する比較器18と、この比較器
18から出力されるドライバ入力電圧をサンプリングし
てホールドするサンプリングホールド回路19と、この
サンプリングホールド回路1日の入出力を切換える電子
制御のアナログスイッチ等による一組のスイッチS W
l、 S W2とによって構成されている。
第3図は、ビデオ信号VIDEOとスイッチs wt、
S W2のオン、オフとの関係を示すタイムチャート
である。
S W2のオン、オフとの関係を示すタイムチャート
である。
ドライバ17にビデオ信号VIDEO(2値信号)が入
る直前までは、スイッチS Wl、 S W2が第1図
に示すようにオン(ON)の状態にあり、フィードバッ
クループが形成されていて、フォトダイオードPDによ
るモニタ電圧Vmが基準電圧Vrと一致するように、比
較器18がドライバ16の入力電圧Viを制御し、ドラ
イバ1゛6はその入力電圧Viに応じたドライブ電流I
dをレーザダイオードLDに流して、それを一定の発光
強度で発光させている。
る直前までは、スイッチS Wl、 S W2が第1図
に示すようにオン(ON)の状態にあり、フィードバッ
クループが形成されていて、フォトダイオードPDによ
るモニタ電圧Vmが基準電圧Vrと一致するように、比
較器18がドライバ16の入力電圧Viを制御し、ドラ
イバ1゛6はその入力電圧Viに応じたドライブ電流I
dをレーザダイオードLDに流して、それを一定の発光
強度で発光させている。
この時、サンプリングホールド回路19はドライバ入力
電圧Viをサンプリングしている。
電圧Viをサンプリングしている。
ドライバ17にビデオ信号VIDEOが入力す′る直前
に、図示しないコントロール部からのスイッチング信号
によってスイッチS Wl、 S W2がオフ(OFF
)になり、サンプリングホールド回路19の入力側は開
放されるが、出力側はドライバ1日の入力ラインに接続
される。
に、図示しないコントロール部からのスイッチング信号
によってスイッチS Wl、 S W2がオフ(OFF
)になり、サンプリングホールド回路19の入力側は開
放されるが、出力側はドライバ1日の入力ラインに接続
される。
この時フィードバックループはオープンとなるが、その
直前のドライバ入力電圧Viがサンプリングホールド回
路19によってホールドされ、それがドライバ16の入
力電圧として出力されるので、みかけ上フィードバック
がかかつている状態に保たれる。
直前のドライバ入力電圧Viがサンプリングホールド回
路19によってホールドされ、それがドライバ16の入
力電圧として出力されるので、みかけ上フィードバック
がかかつている状態に保たれる。
したがって、レーザダイオードLDはその発光強度のピ
ーク値を一定に保ちつつ、ビデオ信号VIDEOがハイ
レベル°H°の時にはドライバ17の出力側がオープン
になってドライバ16によるドライブ電流Idが流れて
発光し、ローレベル°L°の時にはドライバ17の出力
がグランドレベルになるため、レーザダイオードLDは
アノードがグランドに落とされてドライブ電流がカット
されるので発光しない。
ーク値を一定に保ちつつ、ビデオ信号VIDEOがハイ
レベル°H°の時にはドライバ17の出力側がオープン
になってドライバ16によるドライブ電流Idが流れて
発光し、ローレベル°L°の時にはドライバ17の出力
がグランドレベルになるため、レーザダイオードLDは
アノードがグランドに落とされてドライブ電流がカット
されるので発光しない。
第4図は、上記の回路をさらに具体化した回路例を示し
、ドライバ16はトランジスタQ1とそのベース抵抗R
3からなり、比較器18はオペアンプ○Plとノイズカ
ット用コンデンサCI 、サンプリングホールド回路1
日はホールド用コンデンサC2とインピータンス変換用
のオペアンプOP2からそれぞれなる。VRIは基準電
圧Vr段設定の可変抵抗である。
、ドライバ16はトランジスタQ1とそのベース抵抗R
3からなり、比較器18はオペアンプ○Plとノイズカ
ット用コンデンサCI 、サンプリングホールド回路1
日はホールド用コンデンサC2とインピータンス変換用
のオペアンプOP2からそれぞれなる。VRIは基準電
圧Vr段設定の可変抵抗である。
この回路において、まずスイッチS Wl、 S W2
がオンになっている状態での動作について説明する。
がオンになっている状態での動作について説明する。
ドライバ17はビデオ信号VIDEOによってドライブ
されるオープンコレクタのICで、ビデオ信号VIDE
Oが入力していない時は入力がH”のままで、その出力
はオープン状態になっている。そして、レーザダイオー
ドLDとフォトダイオードPD間にアナログ帰還がかか
つている状態である。
されるオープンコレクタのICで、ビデオ信号VIDE
Oが入力していない時は入力がH”のままで、その出力
はオープン状態になっている。そして、レーザダイオー
ドLDとフォトダイオードPD間にアナログ帰還がかか
つている状態である。
まず、レーザダイオードLDの電源+■と回路電源を投
入すると、始めはフォトダイオードPDの出力は零であ
り、オペアンプOPIの負入力端子に基準電圧Vrとし
て定電圧電源+Vとアース(GND)間を抵抗R2と可
変抵抗VRIで分圧した正電位が印加されるので、オペ
アンプ○P1の出力は低電位となり、スイッチSW2と
ベース抵抗R3を通してトランジスタQlにベース電流
が流れる。
入すると、始めはフォトダイオードPDの出力は零であ
り、オペアンプOPIの負入力端子に基準電圧Vrとし
て定電圧電源+Vとアース(GND)間を抵抗R2と可
変抵抗VRIで分圧した正電位が印加されるので、オペ
アンプ○P1の出力は低電位となり、スイッチSW2と
ベース抵抗R3を通してトランジスタQlにベース電流
が流れる。
このベース電流に応じてトランジスタQ1のコレクタ電
流が電流制限用リミッタ抵抗R4を通しレーザダイオー
ドLDにドライブ電流Idとして供給される。
流が電流制限用リミッタ抵抗R4を通しレーザダイオー
ドLDにドライブ電流Idとして供給される。
それによって、レーザダイオードLDが発光し、その光
を受けてフォトダイオードPDにモニタ電流Imが流れ
、これに並列に接続された抵抗R1の端子aに発生する
モニタ電圧VmがオペアンプOP1の正入力端子に印加
される。
を受けてフォトダイオードPDにモニタ電流Imが流れ
、これに並列に接続された抵抗R1の端子aに発生する
モニタ電圧VmがオペアンプOP1の正入力端子に印加
される。
そして、オペアンプOPIの正負入力端子がほぼ同電位
になるとこの回路はバランスし、レーザダイオードLD
の出力とフォトダイオードPDの出力は一定に保たれる
。
になるとこの回路はバランスし、レーザダイオードLD
の出力とフォトダイオードPDの出力は一定に保たれる
。
この状態ではスイッチSW1はONになっており、オペ
アンプOPIの出力は保護抵抗R5及びスイッチSWI
を通してコンデンサC2にチャージされて、その電位
がサンプリングされる。オペアンプ○P2はサンプリン
グ電圧をインピーダンス変換して出力する。したがって
、この状態ではスイッチSW2のON端子とOFF端子
が同電位となっている。
アンプOPIの出力は保護抵抗R5及びスイッチSWI
を通してコンデンサC2にチャージされて、その電位
がサンプリングされる。オペアンプ○P2はサンプリン
グ電圧をインピーダンス変換して出力する。したがって
、この状態ではスイッチSW2のON端子とOFF端子
が同電位となっている。
次に、第3図のタイムチャートに示したように、ビデオ
信号VIDEOが発生する直前にスイッチS Wl、
S W2共にOFF側に切換ねると、レーザダイオード
LDの発光量及びフォトダイオードPDの出力に関係な
くトランジスタQlには一定のベース電流がオペアンプ
○P2から供給される。
信号VIDEOが発生する直前にスイッチS Wl、
S W2共にOFF側に切換ねると、レーザダイオード
LDの発光量及びフォトダイオードPDの出力に関係な
くトランジスタQlには一定のベース電流がオペアンプ
○P2から供給される。
したがって、フォトダオードPDやオペアンプ○P1の
応答性の悪さには関係なく、レーザダイオードLDは発
光強度のピーク値を一定に保ちつつ、ドライバ17によ
ってビデオ信号V I DEOの°H−”L”に応じて
オン・オフ制御される。
応答性の悪さには関係なく、レーザダイオードLDは発
光強度のピーク値を一定に保ちつつ、ドライバ17によ
ってビデオ信号V I DEOの°H−”L”に応じて
オン・オフ制御される。
次に、このようなフォトダイオードの一般特性について
、第5図によって簡単に説明する。
、第5図によって簡単に説明する。
第5図において、X軸方向はフォトダイオードのモニタ
電流Im(Y軸方向)と負荷抵抗R1にょる貞荷線とで
決まる出力電圧であり、X軸圧方向はモニタダイオード
に正方向に印゛加する電圧VFを、X軸負方向はモニタ
ダイオードに逆方向に印加する電圧VRをそれぞれ表わ
している。
電流Im(Y軸方向)と負荷抵抗R1にょる貞荷線とで
決まる出力電圧であり、X軸圧方向はモニタダイオード
に正方向に印゛加する電圧VFを、X軸負方向はモニタ
ダイオードに逆方向に印加する電圧VRをそれぞれ表わ
している。
この図より明らかなように、モニタ電流Imが小さくか
つ負荷抵抗R1が小さいとき、即ちVFが小さいときは
ImとVFは比例関係にあるが、負荷抵抗R1が大即ち
VFが大きくなると、この比例関係が成立しないばかり
が温度による影響を受けることになる。
つ負荷抵抗R1が小さいとき、即ちVFが小さいときは
ImとVFは比例関係にあるが、負荷抵抗R1が大即ち
VFが大きくなると、この比例関係が成立しないばかり
が温度による影響を受けることになる。
したがって、VFが正の領域でがっVFを小さくとった
場合は安定性がよいが、電圧が低いので信号としての取
り扱いが難かしくなる。すなわち、検出部のオペアンプ
等の入力オフセット電圧の影響等を受けやすくなる。
場合は安定性がよいが、電圧が低いので信号としての取
り扱いが難かしくなる。すなわち、検出部のオペアンプ
等の入力オフセット電圧の影響等を受けやすくなる。
そこで、この第5図のX軸負の領域で使用した場合の従
来例は第6図(この場合VR=0)に示すようになり、
フォトダイオードPDによるモニタ電流の検出精度はよ
いが、オペアンプ○P3 。
来例は第6図(この場合VR=0)に示すようになり、
フォトダイオードPDによるモニタ電流の検出精度はよ
いが、オペアンプ○P3 。
OP4用電源として正負の電源が必要となりコストが高
くなる。
くなる。
そこで、この問題を解決した本発明の一実施例を第1図
に示す。
に示す。
この第1図において、レーザダイオードLDのカソード
とフォトダイオードPDのカソードの共通端子Cにダイ
オードDIのアノードを接続し、そのカソードをGND
に接続すると共に、フォトダイオードPDのアノードと
アースGND間に負荷抵抗R1を接続し、Vm=R1・
Imなる電圧としてモニタ電流丁nを検出する。
とフォトダイオードPDのカソードの共通端子Cにダイ
オードDIのアノードを接続し、そのカソードをGND
に接続すると共に、フォトダイオードPDのアノードと
アースGND間に負荷抵抗R1を接続し、Vm=R1・
Imなる電圧としてモニタ電流丁nを検出する。
この実施例によれば、簡単な回路構成と正の単一電源で
、第5図のX軸負の領域であるVR領領域特性を実現す
ることができる。その他の作用は第4図の従来例と同様
であるので、その説明を省略する。
、第5図のX軸負の領域であるVR領領域特性を実現す
ることができる。その他の作用は第4図の従来例と同様
であるので、その説明を省略する。
ダイオードDIに置きかえ可能な電圧降下素子としては
、トランジスタのベース・エミッタ間VBE、ツェナダ
イオード、抵抗等が考えられる。
、トランジスタのベース・エミッタ間VBE、ツェナダ
イオード、抵抗等が考えられる。
なお、ここではアナログ方式によるレーザダイオードの
制御について説明したが、DAコンバータ等を用いたデ
ジタル制御による方式でも同じ効果が得られる。
制御について説明したが、DAコンバータ等を用いたデ
ジタル制御による方式でも同じ効果が得られる。
塾−米
以上説明したように、この発明によれば安価な回路構成
と単一電源で、レーザダイオードの出力発光強度を正確
に制御することができる。
と単一電源で、レーザダイオードの出力発光強度を正確
に制御することができる。
第1図はこの発明の一実施例を示すブロック回、路図、
第2図は従来のレーザダイオード制御方式による回路例
を示すブロック回路図、 第3図は第1図のビデオ信号VIDEOとスイッチS
Wl、 S W2のオン・オフとの関係を示すタイミン
グチャート、 第4図は第2図の従来例のさらに具体的な回路側回路図
、 第5図はフォトダイオードの特性例を示す線図、第6図
は第4図の従来例の特性を改善した例を示す回路図、 16・・・発光強度制御用ドライバ 17・・・オン・オフ制御用ドライバ 18・・・比較器 19・・・サンプリングホールド回路 LD・・・レーザダイオード PD・・・フォトダイオード
を示すブロック回路図、 第3図は第1図のビデオ信号VIDEOとスイッチS
Wl、 S W2のオン・オフとの関係を示すタイミン
グチャート、 第4図は第2図の従来例のさらに具体的な回路側回路図
、 第5図はフォトダイオードの特性例を示す線図、第6図
は第4図の従来例の特性を改善した例を示す回路図、 16・・・発光強度制御用ドライバ 17・・・オン・オフ制御用ドライバ 18・・・比較器 19・・・サンプリングホールド回路 LD・・・レーザダイオード PD・・・フォトダイオード
Claims (1)
- 1 レーザダイオードと該レーザダイオードの出力発光
強度をモニタするフォトダイオードの各カソード端子が
一体化されたパッケージの共通ピンとして出力されてい
るレーザダイオードを使用して、上記カソード端子とア
ース間にダイオード等の電圧降下素子を直列に挿入して
モニタ電流を検出し、そのモニタ電流によってレーザダ
イオードの発光量を制御することを特徴とするレーザダ
イオード制御方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62334093A JPH01179382A (ja) | 1987-12-30 | 1987-12-30 | レーザダイオード制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62334093A JPH01179382A (ja) | 1987-12-30 | 1987-12-30 | レーザダイオード制御方式 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01179382A true JPH01179382A (ja) | 1989-07-17 |
Family
ID=18273450
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62334093A Pending JPH01179382A (ja) | 1987-12-30 | 1987-12-30 | レーザダイオード制御方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01179382A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1494324A2 (en) * | 2003-06-30 | 2005-01-05 | Sunx Limited | Semiconductor laser drive circuit and photoelectric sensor |
-
1987
- 1987-12-30 JP JP62334093A patent/JPH01179382A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1494324A2 (en) * | 2003-06-30 | 2005-01-05 | Sunx Limited | Semiconductor laser drive circuit and photoelectric sensor |
EP1494324A3 (en) * | 2003-06-30 | 2005-01-12 | Sunx Limited | Semiconductor laser drive circuit and photoelectric sensor |
JP2005026371A (ja) * | 2003-06-30 | 2005-01-27 | Sunx Ltd | 半導体レーザ駆動回路及び光電センサ |
CN100344035C (zh) * | 2003-06-30 | 2007-10-17 | 仙克斯股份有限公司 | 半导体激光驱动电路及光电传感器 |
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