JPH02130885A - 半導体レーザ駆動回路 - Google Patents

半導体レーザ駆動回路

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JPH02130885A
JPH02130885A JP28468488A JP28468488A JPH02130885A JP H02130885 A JPH02130885 A JP H02130885A JP 28468488 A JP28468488 A JP 28468488A JP 28468488 A JP28468488 A JP 28468488A JP H02130885 A JPH02130885 A JP H02130885A
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JP
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circuit
current
light
ith
output
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Application number
JP28468488A
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English (en)
Inventor
Mitsuhiro Horikawa
堀川 満広
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/06825Protecting the laser, e.g. during switch-on/off, detection of malfunctioning or degradation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/0683Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は半導体レーザ駆動回路に関する。
[従来の技術] 従来の半導体レーザ駆動回路としては、例えば特許公報
昭63−31860や公開実用新案公報昭63−336
53がある。
[発明が解決しようとする課題] しかし、前述の従来技術ではLDの寿命等何らかの理由
でLDの発光光量が不足した場合に対する処置が何ら施
されていないという問題点を有する。
そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところはLDの寿命等何らかの理由でLD
の発光光量が不足した場合、それを速やかに検出するL
DD動回路を提供するところにある。
[課題を解決するための手段] 本発明の半導体レーザ駆動回路は、 a)LDをある一定光fiPaで発光せしめる目的で流
されている電流値工。をモニタするためのLD駆駆動電
流モニタ回路上、 b)LDをある一定光JI P bで発光せしめる目的
で流されている電流値IbをモニタするためのLDD動
電流モニタ回路すと、 e)LDを電流工、で駆動しているときの実際のLD光
ip、’をモニタするLD光量検出回路aと、d)LD
を電流Ibで駆動しているときの実際のLD光it P
 b ’をモニタするLDD量検出回路すと、e)前記
P @ ’  P b ’   I sおよびXbから
LDの効率ηと発光しきい電流値Ithとを求めるため
の回路手段とを具備したことを特徴とする。
[実施例コ LDの出射パワーP [W]は、LDの効率η[W/A
]と発光しきい電流値工th[A]を用いて、P=η(
I−Ith)     (1)と表される。ここで工[
A]はLDD動電流値である。以下LDのパワーは[W
]、電流は[A]、電圧は[vコの単位で表す。これか
らPは工を決めれば一意に決定することになる。
しかし実際には(1)式中のηや工thの値は周囲の温
度や経時変化等により変化する。ところが逆にこれを利
用してLDの温度を一定にしたりLDの出射パワーをモ
ニタしフィードバックすることによりいわゆるAPC(
オートパワーコントロール)の機能をもたせることによ
り、周囲の温度変化以外の理由で極端にηが小さくなっ
たりIthが大きくなったりするのを確認することが出
来、LDの異常を検出できる。
例えば光磁気メモリや相変化メモリのような書き換え可
能型光メモリやライトワンスの光メモリの光学ヘッドの
光源としてLDを駆動する場合は、その記録パワーや消
去パワーは非常にクリティカルなので、何らかの理由で
記録パワーや消去パワーが不足してしまうとデータの正
確な記録や消去ができず、光メモリドライブの信頼性は
失われてしまうことになる。またデータの再生において
も充分な信号品質が得られないことが生ずる。
前述の光磁気メモリの場合、LDD動回路の動作状態に
は記録、再生及び消去の3つのモードがある。仮にこの
光磁気、メモリドライブ起動時に常にディスクをドライ
ブに挿入しない状態で、再生モード及び消去モードのL
DD光テストをすればηとIthを知ることが出来、L
Dの異常が検出でき、前述のようなトラブルを未然に防
ぐことが出来る。
第1図は本発明による実施例を示すLDD動回路ブロッ
ク図である。以下、このブロック図に基づいて詳細に説
明する。本実施例では(1)式で表されるLDのI−P
特性の温度変化による変動を抑えるため前述のAPCの
機能を持たせた。
まずこのLDD動回路を動作開始状態にするとバイアス
電流設定回路(第1図1)及びLD駆動電流ドライブ回
路1(第1図2)が動作する。これによって光メモリ装
置が情報の再生、記録及び消去のいずれの状態であって
もバイアス電流設定回路の出力v1で決定される電流I
 blssが常時バイアス電流として駆動される。この
バイアス電流の大きさは、LDが発光し始める工thと
同じかそれより大きく設定する。
次に再生時であるが、このときのLD出力は再生パワー
設定回路(第1図3)で設定される。この出力は加算器
(第1図4)に入力される。加算器への消去パワー設定
回路(第1図5)からの入力は再生時には0ボルトとな
るように制御する。
そのため加算器からの出力は再生パワー設定回路からの
出力v2と等しくなる。つまり加算器の出力はLDD生
出力の基準電圧となり、LDD動電流ドライブ2(第1
図6)は再生パワー設定回路で決められる電流Iaを供
給する。これにより、再生時にはLDにはLDD動電流
ドライブ1.2から供給される( I blab汁工、
)分の電流が流れることになり、これが前記(1)式中
の工に相当する。
また、消去時は加算器(第1図4)の消去パワー設定回
路(第1図5)側の入力もオンになる。
加算器の出力は消去パワー設定回路の出力v3と再生パ
ワー設定回路の出力v2の和(V t + V s )
となる。それ以外は再生時と同じ動作をする。よって消
去時には消去パワー設定回路v3で決められる電流工。
たけ再生時より余計にLDに電流が流れることになる。
今度は(工1゜+I、+I。)が(1)式の工に当たる
さて、再生および消去時のAPCであるがその概略を以
下に述べる。
差動増幅器1(第1図7)で加算器の出力vr・r+(
再生時V P s r t = V 2 テ、消去時V
 r * t l = V 2 +V s )とLD比
出力モニタするPDの出力電流をニーV変換回路(第1
図8)でI−V変換した後にサンプル・ボトムホールド
回路(第1図9)を通過させて得られる電圧信号V、。
nlを比較することによって誤差信号eを得る。APC
はこの誤差信号eをOに近づけるように動作する。なお
基準電圧V r e r lと比較する信号の大きさV
、。1であるが、以下のように決められる。
APCの構成はこの場合、基準値が加算器の出力Vr*
rlで制御量がLD比出力となっているので、APCの
精度をa%、誤差信号をeとすると、e /Vr*fl
= a/100        (2)e =Vrer
l−V@Onl         (3)が成り立つ、
(2)に(3)を代入すると(4)を得る。
Vmont=(1a/100)Vrer+    (4
)APCの設計段階で、精度a%と基準値V、。tlを
決定するので基準値と比較する信号V、。。寡は(4)
によって一意的に決定される。なお再生および消去時は
LD駆動電流ドライブ回路3(第1図10)は作動しな
い。
次に記録時であるが、このときは消去パワー設定回路か
ら加算器への出力は0で、加算器の出力v1゜flは、 vrert=va となっている、記録時はLDはパルス発振し7ているわ
けであるがパルスのロー・レベルを上記vr611で設
定する。LD比出力PDでモニタしI−V変換した後に
LD出射パルス幅に比較して十分小さいアクライジョン
タイムに設計されたサンプル・ボトムホールド回路(第
1図9)を通過させることによってパルスのロー・レベ
ルをモニタする。
この値は再生時のV、。。1と同じ式で与えられる。
一方、パルスのハイ・レベルであるが(尚記録時はLD
駆動電流ドライブ回路3も動作している)、これは記録
パワー設定回路(第1図12)の出力v4で設定する。
LD比出力PDでモニタしI−V変換した後にLD出射
パルス幅に比較して十分小さいアクライジョンタイムに
設計されたサンプル・ピークホールド回路(第1図11
)を通過させることによってパルスのハイ・レベルをモ
ニタする。この値V、。n2は(4)を導いたのと同様
にして、■、。112=(1a/100)V、。ta 
  (5)で決定されることがわかる。尚ここで、Vr
*t2=v4である。■、。、2を基準電圧V、。f2
と差動増幅器2(第1図13)で比較することによって
誤差信号を得る。これをLD駆動電流ドライブ3に出力
する。APCは差動増幅器1と2で得られるそれぞれの
誤差信号を0にするように動作する。
以上、第1図の回路のAPC機能について概略述べたが
、次に本発明の特徴であるところのηとIthの検出に
ついて述べる。
いま再生モードで実際発光している光量をPaとし、消
去モードで実際発光している光量をPbとする。また再
生モードで実際LDに流している電流を1.(理想的に
はI b+as+ 工r)とし、 消去モードで実際流
している電流をより(理想的にはI bims + I
 r + I。)とする、そうすると(1)式より、p
、=η(Is−Ith)      (8)Pb=η(
Ib−工th)      (7)が得られる。この(
6)(7)式より次の2式が得られる。
η=(Pa−P b)/(I a−I b>    (
8)I th= (PsIb−PbIs)/ (Ps−
Pb)   (9)つまりPl、Pb、  I−および
Ibがわかれば、ηとIthを知ることが出来る。
本実施例では、PaとPbはLDからの出射光をホトダ
イオード(以下PDと称す)で検出し、■−V変換した
ものを(8)(9)式を代入したうえでηとIthを求
めるような回路構成を採っである。またその時工、とI
bもそれぞれ電圧に変換したものを(8)(9)式に代
入しである。
まずP−とPbの電圧変換について述べる。PDの感度
をS [A/WlとすればLDがパワーPで発光してい
ればPDに流れる電流工PDは(簡単のためここではL
Dの出射光がロスなくPDに入射する場合を考える−例
えばPDがLDの中付けのものである場合)、 I pD= P S となる。これをI−V変換するとその回路の利得を01
として、 V+=CtPS           (10)が得ら
れる。  (io)式よりPaとP−は以下のような電
圧に変換されることがわかる。
v a = c + p a s         (
11)Vb=CtPbS         (12)コ
(7) (11)(12)テ与エラれるv、とvbを第
1図16のA−Dコンバータに送り、メモリ(第1図1
7)に入力する。
次に工、とIbの電圧変換について述べる。抵抗Rを流
れる電流工はRの両端の電圧υ1をとして、工=υ+/
R で与えられる。LDに流れる電流もこのように抵抗で規
定されるから、工、とIbは 工・2υ口/R2(13) より=υs/R2(14) となり、この式のυ自とυ8を検出し、両方ともLDD
動電流モニタ回路(第1図15)から出力され、A−D
コンバータ(第1図16)に入力してからメモリへ送ら
れる。尚、υ口とνBはそれぞれ抵抗R1の両端の電圧
であり、R2はLD駆駆動電流ドラ4口 を規定する抵抗。
一方、LDD動電流ドライブ1から供給される電流1k
l。(理想的にはIb+ss)のモニタであるが、これ
も(13)(14)式と同様抵抗R1とその両端の電圧
υ1.,を用いて、 ibl。。=υk1m。/ R I(15)となる。
再生および消去のときは、LDに流れている電流はそれ
ぞれ(13)と(14)に(15)を加えたものである
から、いまここで ■.=υ自/R 2+υhams/R I (16)エ
ト=υs/R2+υbass/ Rt  (17)と置
き直せば、工.が再生時にLDに流れる電流で、Ibが
消去時にLDに流れる電流である。
以上、(11)(12)(16,)(17)式を(8)
(9)式に代入すれば、次の2式が得られる。
η=R2(V@−Vb)/C+S(υn−υs)  (
15)Ith=(Vat/s  Vbt/a)/R2(
Vb−V++)  (16)前述のようニ(15)(1
6)式中(7)V.、υ8、Vbおよびυ自はメモリの
中に格納されるので予めメモリ中にR2とC1とSを記
憶して置けば、測定の度に7とIthを演算器(第1図
18)で計算して求めることが出来る。そしてこれまた
予め記憶して置いた所定の7とItllの値と比較する
ことによりLDが正常か異常かを知ることが出来る。
[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、LDの温度を一定に
したりLDの出射パワーをモニタしフィードバックする
ことによりいわゆるAPC (オートパワーコントロー
ル)の機能をもたせることにより、周囲の温度変化以外
の理由で極端にηが小さくなったり工いが大きくなった
りするのを確認することが出来、LDの異常を検出でき
るという効果を有する。
これにより、例えば光磁気メモリや相変化メモリのよう
な書き換え可能型光メモリやライトワンスの光メモリの
光学ヘッドの光源としてLDを駆動する場合に、何らか
の理由で記録パワーや消去パワーが不足してしまいデー
タの正確な記録や消去ができなかったり、データの再生
において充分な信号品質が得られないようなことを未然
に防ぐことが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のLDD動回路の1実施例を示すブロ
ック図。 1・・・LDバイアス電流設定回路 2・・・LDD動電流ドライブ1 3・・・再生パワー設定回路 4・・・加算器 5 ・ 6 ・ 7 ・ 8 ・ 9 ・ 10・ 11・ 12・ 13・ 14・ 15・ 16・ 17・ 18・ 19・ ・消去パワー設定回路 ・LD駆動電流ドライブ2 ・差動増幅器ト ニーV変換回路 ・サンプル・ボトムホールド回路 ・LD駆動電流ドライブ3 ・サンプル・ピークホールド回路 ・記録パワー設定回路 ・差動増幅器2 ・LD ・LD駆動電流モニタ回路 ・A−Dコンバータ ・メモリ ・演算器 ・PD 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人弁理士 上柳雅誉(化1名)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 半導体レーザダイオード(以下LDと称す)を駆動する
    回路において、 a)LDをある一定光量P_aで発光せしめる目的で流
    されている電流値I_aをモニタするためのLD駆動電
    流モニタ回路aと、 b)LDをある一定光量P_bで発光せしめる目的で流
    されている電流値I_bをモニタするためのLD駆動電
    流モニタ回路bと、 c)LDを電流I_aで駆動しているときの実際のLD
    光量P_a′をモニタするLD光量検出回路aと、d)
    LDを電流I_bで駆動しているときの実際のLD光量
    P_b′をモニタするLD光量検出回路bと、e)前記
    P_a′、P_b′、I_aおよびI_bからLDの効
    率ηと発光しきい電流値I_t_hとを求めるための回
    路手段とを具備したことを特徴とする半導体レーザ駆動
    回路。
JP28468488A 1988-11-10 1988-11-10 半導体レーザ駆動回路 Pending JPH02130885A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2694423A1 (fr) * 1992-07-30 1994-02-04 France Telecom Dispositif de contrôle de la puissance de sortie des diodes laser.

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2694423A1 (fr) * 1992-07-30 1994-02-04 France Telecom Dispositif de contrôle de la puissance de sortie des diodes laser.
EP0583186A1 (fr) * 1992-07-30 1994-02-16 France Telecom Dispositif de contrôle de la puissance de sortie des diodes laser

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