JPH0142514B2 - - Google Patents
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- JPH0142514B2 JPH0142514B2 JP20307082A JP20307082A JPH0142514B2 JP H0142514 B2 JPH0142514 B2 JP H0142514B2 JP 20307082 A JP20307082 A JP 20307082A JP 20307082 A JP20307082 A JP 20307082A JP H0142514 B2 JPH0142514 B2 JP H0142514B2
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 26
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 20
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
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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
- H01S5/06832—Stabilising during amplitude modulation
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 発明の技術分野
本発明は半導体レーザ駆動回路の改良に関す
る。
る。
(b) 技術の背景
半導体レーザ素子は通常ダブルヘテロ構造によ
る化合物半導体の接合面に垂直な２つの平行平面
を研摩またはへき開して光反射面とし、素子の順
方向にバイアス電流を流して得られる接合の活性
層における電子正孔再結合エネルギによる光子放
射を増幅発振して得るコヒーレント光を該反射面
より出力せしめる電流−光変換素子である。エネ
ルギの大部分はｐおよびｎ領域を通りこれ等の領
域に固有の吸収係数で減衰するが、このモード損
失の他両端面の反射面からの透過損等が存在し、
この損失を上廻るレーザ発振の開始条件即ちバイ
アス電流のしきい値が存在する。レーザ半導体に
おけるしきい値電流密度は150A以上／cm2に及び、
発光効率が低いので直流バイアスによる駆動電流
の大部分は熱として消費されるため素子の冷却条
件が厳しい上素子間におけるしきい値電流のバラ
ツキおよび光出力／電流特性の接合部温度に対す
る依存性も極めて大きい。
る化合物半導体の接合面に垂直な２つの平行平面
を研摩またはへき開して光反射面とし、素子の順
方向にバイアス電流を流して得られる接合の活性
層における電子正孔再結合エネルギによる光子放
射を増幅発振して得るコヒーレント光を該反射面
より出力せしめる電流−光変換素子である。エネ
ルギの大部分はｐおよびｎ領域を通りこれ等の領
域に固有の吸収係数で減衰するが、このモード損
失の他両端面の反射面からの透過損等が存在し、
この損失を上廻るレーザ発振の開始条件即ちバイ
アス電流のしきい値が存在する。レーザ半導体に
おけるしきい値電流密度は150A以上／cm2に及び、
発光効率が低いので直流バイアスによる駆動電流
の大部分は熱として消費されるため素子の冷却条
件が厳しい上素子間におけるしきい値電流のバラ
ツキおよび光出力／電流特性の接合部温度に対す
る依存性も極めて大きい。
(c) 従来技術と問題点
従来より半導体レーザ素子に上記のようにしき
い値電流のバラツキおよび特性の温度依存性が大
きいため、通常素子のレーザ光出力側とは逆側の
レーザ光出力に比例する後方モニタ光を受光する
受光素子の検出電流に従い直流バイアス電流を制
御する手段によつて実用化しており、開放制御に
よる一意的な直流バイアス電流による駆動方式は
少い。従来のモニタ光の検出電流に基く帰還制御
による駆動方法によつても半導体レーザ素子は特
性にバラツキが多く、且非可視光となる場合が多
いので、その光出力を規定値に設定する手段は、
試行錯誤的に測定データに基いて調整する方法に
よつており、手数が煩わしい上にコストが嵩む欠
点があつた。
い値電流のバラツキおよび特性の温度依存性が大
きいため、通常素子のレーザ光出力側とは逆側の
レーザ光出力に比例する後方モニタ光を受光する
受光素子の検出電流に従い直流バイアス電流を制
御する手段によつて実用化しており、開放制御に
よる一意的な直流バイアス電流による駆動方式は
少い。従来のモニタ光の検出電流に基く帰還制御
による駆動方法によつても半導体レーザ素子は特
性にバラツキが多く、且非可視光となる場合が多
いので、その光出力を規定値に設定する手段は、
試行錯誤的に測定データに基いて調整する方法に
よつており、手数が煩わしい上にコストが嵩む欠
点があつた。
(d) 発明の目的
本発明の目的は上記の欠点を除去し、半導体レ
ーザの駆動における調整を容易に効率良く行うこ
とが出来る半導体レーザ駆動回路を提供しようと
するものである。
ーザの駆動における調整を容易に効率良く行うこ
とが出来る半導体レーザ駆動回路を提供しようと
するものである。
(e) 発明の構成
本発明の目的は半導体レーザ素子の直流バイア
ス電流を送出する駆動部、該半導体レーザ素子の
後方モニタ光を受光検出して検出電流を送出する
検出部、入力変調信号に従い該直流バイアス電流
に重畳する変調信号ならびにその変調レベル信号
を送出する変調部および該検出電流と別途基準電
圧源による設定電流との加算信号ならびに変調レ
ベル信号を差動入力してその比較値を制御信号と
して該駆動部に送出する比較部を備えてなり、変
調時において比較部の非反転端子に変調部より変
調高レベルに対応する“０”信号を入力し、反転
端子に検出部より検出電流を入力して、比較部に
おける変調高レベルの制御信号を得るに際して、
該制御信号による直流バイアス電流と変調信号と
の重畳による半導体レーザの光出力が予め設定し
た値になるように、検知電流に加算する基準電圧
源による電流を設定すると共に、変調低レベル時
において反転端子に検出電流と該基準電圧源によ
る電流との加算信号を入力し、非反転端子に変調
部より送出する変調低レベルに対応する“１”信
号を入力して比較部における変調低レベルの制御
信号を得るに際し、駆動部により送出する直流バ
イアス電流が前記変調高レベル時における値に一
致するよう非反転端子に入力する該“１”信号の
電圧を設定することを特徴とする半導体レーザ駆
動回路を提供することによつて達成することが出
来る。
ス電流を送出する駆動部、該半導体レーザ素子の
後方モニタ光を受光検出して検出電流を送出する
検出部、入力変調信号に従い該直流バイアス電流
に重畳する変調信号ならびにその変調レベル信号
を送出する変調部および該検出電流と別途基準電
圧源による設定電流との加算信号ならびに変調レ
ベル信号を差動入力してその比較値を制御信号と
して該駆動部に送出する比較部を備えてなり、変
調時において比較部の非反転端子に変調部より変
調高レベルに対応する“０”信号を入力し、反転
端子に検出部より検出電流を入力して、比較部に
おける変調高レベルの制御信号を得るに際して、
該制御信号による直流バイアス電流と変調信号と
の重畳による半導体レーザの光出力が予め設定し
た値になるように、検知電流に加算する基準電圧
源による電流を設定すると共に、変調低レベル時
において反転端子に検出電流と該基準電圧源によ
る電流との加算信号を入力し、非反転端子に変調
部より送出する変調低レベルに対応する“１”信
号を入力して比較部における変調低レベルの制御
信号を得るに際し、駆動部により送出する直流バ
イアス電流が前記変調高レベル時における値に一
致するよう非反転端子に入力する該“１”信号の
電圧を設定することを特徴とする半導体レーザ駆
動回路を提供することによつて達成することが出
来る。
(f) 発明の実施例
以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例につ
いて説明する。第１図は本発明の一実施例におけ
る半導体レーザ駆動回路、第２図にその変調部に
おける具体例ブロツク図を示す。図において、１
は半導体レーザ素子、２は駆動部、３は検出部、
４は変調部、５は比較部、Ｒは抵抗、VR1，VR2
は可変抵抗器、Ｉは定電流回路、Q1，Q2はNPN
トランジスタおよびRLは負荷抵抗である。半導
体レーザ素子１は、変調低レベル時においては駆
動部２よりの直流バイアス電流の印加を受け、変
調高レベル時においては該直流バイアス電流に重
畳して変調部４より変調入力に従つて送出される
変調信号の印加を受けて発光動作を行う。駆動部
２は比較部５より送出される制御信号に従つて直
流バイアス電流を送出する。検出部３は半導体レ
ーザ素子の出力光に比例する後方モニタ光を受光
素子により光・電流変換を検出して検出信号とし
て比較部５に送出する。変調部４は例えば第２図
の具体例ブロツク図に示すように構成される。ト
ランジスタQ1，Q2はエミツタ結合論理回路によ
るスイツチ機能であり、予め変調入力信号の高お
よび低レベルの中間に設定されたしきい値電圧
Vfと変調入力信号が上廻るときはトランジスタ
Q1がオン、Q2がオフ、下廻るときはトランジス
タQ1がオフ、Q2がオン動作を行うので変調レベ
ルに伴つてトランジスタQ2のコレクタ電位を送
出する比較器５への変調レベル信号としてしきい
値Vfを上廻る高レベルを検出したときは“０”
信号即ち接地レベルを、低レベルのときは“１”
信号即ち電流源Ｉ及び負荷抵抗RLにより決定さ
れるトランジスタQ2のコレクタ電位を送出する。
次に比較部５は例えばその反転入力端子には検出
部３よりの検出信号電流と別途基準電圧源の基準
電圧Vrefを可変抵抗器VR1の設定による電流が
加算して注入され、非反転入力端子には変調部４
から変調レベル信号“０”“１”が変調の有無に
応じて送出され、可変抵抗器VR2と抵抗Ｒにより
分割されて注入される。比較部５はその比較差出
力を制御信号として駆動部２に送出する。ここで
変調入力を高レベルとして変調レベル信号を
“０”とすれば比較器５の反転入力端子に接地電
位が与えられ、可変抵抗器VR2および抵抗Ｒの設
定値は無視出来る。この時は駆動部２の直流バイ
アス電流と変調信号電流の電流即ち加算電流によ
つて出力される。このとき半導体レーザ素子１の
光出力を別途測定して設定値となるように駆動部
２即ち比較器５の制御信号を得るよう可変抵抗器
VR1の値を調整して検出部３の検出信号電流に加
うべき、基準電圧Vrefよりの加算電流を設定す
る。次に変調入力を低レベルとして変調レベル信
号を“１”とする。このとき検出部３からは変調
信号電流の重畳されていない直流バイアス電流だ
けの駆動による検出信号が印加されている。ここ
で駆動部３の直流バイアス電流が前述の変調レベ
ルが高レベルのときに得られた直流バイアス電流
と変調信号電流重畳時において予め測定しておい
た直流バイアス電流だけの電流値に制御信号によ
り制御されるように非反転端子に入力される変調
レベル信号の“１”を可変抵抗器VR2により設定
すれば、高レベル時には接地電位が変調レベル信
号の“０”として出力されているので、前述のよ
うに可変抵抗器VR2の設定が高レベル時の調整に
は殆んど影響することなく、また高レベル時にお
ける可変抵抗器VR1による設定は変調信号電流に
よる高レベル対低レベルの光出力比が大きければ
低レベル時におよぼす可変抵抗器VR1の設定によ
る基準電圧Vrefによる加算電流の影響は少く、
各レベルに対して各１回ずつの調整にて半導体レ
ーザ素子１の駆動回路を所定値に設定することが
出来る。
いて説明する。第１図は本発明の一実施例におけ
る半導体レーザ駆動回路、第２図にその変調部に
おける具体例ブロツク図を示す。図において、１
は半導体レーザ素子、２は駆動部、３は検出部、
４は変調部、５は比較部、Ｒは抵抗、VR1，VR2
は可変抵抗器、Ｉは定電流回路、Q1，Q2はNPN
トランジスタおよびRLは負荷抵抗である。半導
体レーザ素子１は、変調低レベル時においては駆
動部２よりの直流バイアス電流の印加を受け、変
調高レベル時においては該直流バイアス電流に重
畳して変調部４より変調入力に従つて送出される
変調信号の印加を受けて発光動作を行う。駆動部
２は比較部５より送出される制御信号に従つて直
流バイアス電流を送出する。検出部３は半導体レ
ーザ素子の出力光に比例する後方モニタ光を受光
素子により光・電流変換を検出して検出信号とし
て比較部５に送出する。変調部４は例えば第２図
の具体例ブロツク図に示すように構成される。ト
ランジスタQ1，Q2はエミツタ結合論理回路によ
るスイツチ機能であり、予め変調入力信号の高お
よび低レベルの中間に設定されたしきい値電圧
Vfと変調入力信号が上廻るときはトランジスタ
Q1がオン、Q2がオフ、下廻るときはトランジス
タQ1がオフ、Q2がオン動作を行うので変調レベ
ルに伴つてトランジスタQ2のコレクタ電位を送
出する比較器５への変調レベル信号としてしきい
値Vfを上廻る高レベルを検出したときは“０”
信号即ち接地レベルを、低レベルのときは“１”
信号即ち電流源Ｉ及び負荷抵抗RLにより決定さ
れるトランジスタQ2のコレクタ電位を送出する。
次に比較部５は例えばその反転入力端子には検出
部３よりの検出信号電流と別途基準電圧源の基準
電圧Vrefを可変抵抗器VR1の設定による電流が
加算して注入され、非反転入力端子には変調部４
から変調レベル信号“０”“１”が変調の有無に
応じて送出され、可変抵抗器VR2と抵抗Ｒにより
分割されて注入される。比較部５はその比較差出
力を制御信号として駆動部２に送出する。ここで
変調入力を高レベルとして変調レベル信号を
“０”とすれば比較器５の反転入力端子に接地電
位が与えられ、可変抵抗器VR2および抵抗Ｒの設
定値は無視出来る。この時は駆動部２の直流バイ
アス電流と変調信号電流の電流即ち加算電流によ
つて出力される。このとき半導体レーザ素子１の
光出力を別途測定して設定値となるように駆動部
２即ち比較器５の制御信号を得るよう可変抵抗器
VR1の値を調整して検出部３の検出信号電流に加
うべき、基準電圧Vrefよりの加算電流を設定す
る。次に変調入力を低レベルとして変調レベル信
号を“１”とする。このとき検出部３からは変調
信号電流の重畳されていない直流バイアス電流だ
けの駆動による検出信号が印加されている。ここ
で駆動部３の直流バイアス電流が前述の変調レベ
ルが高レベルのときに得られた直流バイアス電流
と変調信号電流重畳時において予め測定しておい
た直流バイアス電流だけの電流値に制御信号によ
り制御されるように非反転端子に入力される変調
レベル信号の“１”を可変抵抗器VR2により設定
すれば、高レベル時には接地電位が変調レベル信
号の“０”として出力されているので、前述のよ
うに可変抵抗器VR2の設定が高レベル時の調整に
は殆んど影響することなく、また高レベル時にお
ける可変抵抗器VR1による設定は変調信号電流に
よる高レベル対低レベルの光出力比が大きければ
低レベル時におよぼす可変抵抗器VR1の設定によ
る基準電圧Vrefによる加算電流の影響は少く、
各レベルに対して各１回ずつの調整にて半導体レ
ーザ素子１の駆動回路を所定値に設定することが
出来る。
(g) 発明の効果
以上説明したように本発明によれば、半導体レ
ーザ素子の特性バラツキ、特にレーザ発振のしき
い値電流を調査確認することなく、変調時の高レ
ベルおよび低レベルについてそれぞれ互に影響す
ることなく、独立して設定出来るので半導体レー
ザ素子駆動における調整が容易になる上、変調信
号の高レベルおよび低レベル時に流れる直流バイ
アス電流が等しいのでデータのマーク率に対して
光出力の変動がない回路が得られ有用である。
ーザ素子の特性バラツキ、特にレーザ発振のしき
い値電流を調査確認することなく、変調時の高レ
ベルおよび低レベルについてそれぞれ互に影響す
ることなく、独立して設定出来るので半導体レー
ザ素子駆動における調整が容易になる上、変調信
号の高レベルおよび低レベル時に流れる直流バイ
アス電流が等しいのでデータのマーク率に対して
光出力の変動がない回路が得られ有用である。
第１図は本発明の一実施例における半導体レー
ザ駆動回路によるブロツク図および第２図はその
変調部の具体例ブロツク図である。 図において、１は半導体レーザ素子、２は駆動
部、３は検出部、４は変調部、５は比較部および
VR1，VR2は可変抵抗器である。
ザ駆動回路によるブロツク図および第２図はその
変調部の具体例ブロツク図である。 図において、１は半導体レーザ素子、２は駆動
部、３は検出部、４は変調部、５は比較部および
VR1，VR2は可変抵抗器である。
Claims (1)
- １ 半導体レーザ素子の直流バイアス電流を送出
する駆動部、該半導体レーザ素子の後方モニタ光
を受光検出して検出電流を送出する検出部、入力
変調信号に従い該直流バイアス電流に重畳する変
調信号ならびにその変調レベル信号を送出する変
調部および該検出電流と別途基準電圧源による設
定電流との加算信号ならびに変調レベル信号を差
動入力してその比較値を制御信号として該駆動部
に送出する比較部を備えてなり、変調時において
比較部の非反転端子に変調部より変調高レベルに
対応する“０”信号を入力し、反転端子に検出部
より検出電流を入力して、比較部における変調高
レベルの制御信号を得るに際して、該制御信号に
よる直流バイアス電流と変調信号との重畳による
半導体レーザの出力光が予め設定した値になるよ
うに、検知電流に加算する基準電圧源による電流
を設定すると共に、変調低レベル時において反転
端子に検出電流と該基準電圧源による電流との加
算信号を入力し、非反転端子に変調部より送出す
る変調低レベルに対応する“１”信号を入力して
比較部における変調低レベルの制御信号を得るに
際し、駆動部により送出する直流バイアス電流が
前記変調高レベル時における値に一致するよう非
反転端子に入力する該“１”信号の電圧を設定す
ることを特徴とする半導体レーザ駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20307082A JPS5994482A (ja) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | 半導体レ−ザ駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20307082A JPS5994482A (ja) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | 半導体レ−ザ駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5994482A JPS5994482A (ja) | 1984-05-31 |
| JPH0142514B2 true JPH0142514B2 (ja) | 1989-09-13 |
Family
ID=16467844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20307082A Granted JPS5994482A (ja) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | 半導体レ−ザ駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5994482A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS628664U (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-19 | ||
| JPS6238044A (ja) * | 1985-08-12 | 1987-02-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | マ−ク率補償用自動出力制御装置 |
| US5350151A (en) * | 1991-12-09 | 1994-09-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Load supporting apparatus |
| WO2006000957A2 (en) * | 2004-06-22 | 2006-01-05 | Arima Devices Corporation | A laser diode drive arrangement |
| JP4925772B2 (ja) * | 2006-08-25 | 2012-05-09 | 株式会社オーディオテクニカ | 墨出し器 |
-
1982
- 1982-11-19 JP JP20307082A patent/JPS5994482A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5994482A (ja) | 1984-05-31 |
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