JPH02268481A - レーザダイオード駆動装置 - 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〕 この発明は、ディジタルの電気信号を光信号に変換し、
光ファイバに結合して伝送させるレーザダイオード駆動
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第５図は、従来のレーザダイオード駆動装置の構成図で
ある。

図において、（Ｉ）は信号入力端子、（２）はこの信号
入力端子（１１から供給された信号を増幅し電圧信号か
ら電流信号に変換し、レーザーに供給するレーザ駆動回
路、（３）は電流信号を光信号に変換するレーザダイオ
ード、（４）はこのレーザダイオード（３）の光信号を
受けて電流信号に変換するフォトダイオード＃（５）は
このフォトダイオード（４）の電流信号を平滑化するコ
ンデンサ、（６）は上記フォトダイオード（４）の電流
を比較するための第１の電流源、（７）はこの第１の電
流源（６）と上記フォトダイオード（４）の平滑化電流
の差を増幅する電流増幅回路である。

次に動作について説明する。レーザダイオード（３）の
駆動電流と光出力レベルの関係は、第４図に示すように
各温度でそれぞれ異なるレーザ発振の閾値を有しておシ
、この閾値電流を越えて信号電流を駆動した分が光出力
として出力される。信号入力端子（１）に供給されたデ
ィジタル信号は、レーザ駆動回路（２）によって増幅さ
れ電流信号に変換され、レーザダイオード（３）を駆動
する。レーザダイオード（３）の光出力は、光ファイバ
に結合して伝送されると同時に、フォトダイオード（４
）で受光され電流信号に変換される。この電流信号はフ
ォトダイオードと並列に接続され念コンデンサ（５）で
平滑化される。この平滑化された電流と第１の電流源（
６）の電流値の差分が電流増幅回路（７）によって増幅
され、レーザダイオード（３）にバイアス電流を供給す
る。温度変動等の要因でレーザダイオード（３）の光出
力レベルが低下した場合には、コンデンサ（５）で平滑
化されたフォトダイオード（４）の電流値が下がシ、電
流増幅回路（７１０入力電流が増加するため。

レーザダイオ−円３）のバイアス電流が増加して光出力
レベルを上げようとするフィードバック制御が動作する
。このような回路は、光−電気負帰還回路、又は、　　
Ａｐｅ（自動光出力レベル制御）回路と呼ばれている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のレーザダイオード駆動装置は以上のように構成さ
れているので、閾値電流が低ｂレーザダイオードを駆動
する場合に、高い増幅率を有する電流増幅回路の入力電
流が極めて小さくなシ８回路動作が不安定になることか
ら、光出力レベルの自動制御が正常に動作せず、光出力
レベルの変動量が大きくなるという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たもので、閾値電流が低いレーザダイオードを用いた場
合でも、光出力レベルの自動制御が正常に動作する装置
を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るレーザダイオード駆動装置は。

第２の電流源をレーザダイオードのカソードに接続し、
この第２の電流源を、サーミスタと抵抗で分圧した電圧
を入力とする誤差増幅回路の出力で制御したものである
・ また、この発明の別の発明に係るレーザダイオード駆動
装置は、サーミスタと抵抗で分圧した電圧を入力とする
誤差増幅回路の出力を電流増幅回路に供給し、制御した
ものである。

また、この発明の別の発明に係るレーザダイオード駆動
装置は、第２の電流源電流増幅回路の出力に接続し、レ
ーザダイオードのカソードと電流増幅回路の間に設けた
バイアス電流モニタ回路のモニタ電圧を入力とした誤差
増幅回路の出力電圧で、第２の電流源の電流値を制御し
たものである。

〔作用〕

この発明におけるレーザダイオード駆動装置は電流増幅
回路の出力に第２の電流源を設けて、これを制御するこ
とによって、Ｘ流増幅回路の出力電流が増加するため、
この入力１流も増加し、閾値電流が低いレーザダイオー
ドでも、安定した光出力を得る自動制御が動作可能とな
る。

また、この発明の別の発明におけるレーザダイオード駆
動装置は、温度を検知して出力電圧が変動する誤差増幅
回路を電流増幅回路に供給することで、電流増幅回路の
増幅率を制御し、出力を流が低い場合でも、電流増幅率
が低す分だけ入力電流は増加するため、レーザダイオー
ドの閾値電流にかかわらず安定した光出力を得る自動制
御が動作可能となる。

〔実施例〕

以下この発明の一実施例を図について説明する◎第１図
において、（１）〜（７）は、上記従来装置と全（同一
のものである。（８）は第２の電流源で電流増幅回路（
７１の出力に接続されている。（９）はこの第２の電流
源（８）を制御するために接続された誤差増幅回路、α
１はこの誤差増幅回路（９）の入力に供給する参照電圧
供給端子、αＤは温度を検知して上記誤差増幅回路（９
１を制御するための入力電圧を供給するのに用するサー
ミスタ、α２はこの廿−ミスタαυと直列に接続して電
圧を作シ出す抵抗である。

上記のように構成されたレーザダイオードｌｊＡ　Ｉ＋
装置の動作について説明する。まず、レーザダイオード
に流すバイアス電流をより（ｍＡ）、　　電流増幅回路
の出力電流を工Ａ（ｍＡ）、　　第２の電流源の電流値
をＩｏ（ｍＡ）　　と定義する。レーザダイオードの電
流対光出力レベルの関係は、第４図に示すように駆動電
流かある閾値を越えるとレーザ発振が発生し、光が出力
される。そこで、バイアス電流（より）をこの閾値よシ
少し低Ａ値にセットし。

これに変調電流を重畳すれば所望の光出力が得られる。

ただし、この閾値電流は低温側で小古く、高温側で大き
いと旨う傾向にあるため、温度によってバイアス電流（
より）を制御する必要がある。レーザダイオードの閾値
電流は低下傾向にあるため。

バイアス電、流（より）を制御することは難かしぐなっ
てくる。ここで、−例としてＴ＝−１℃にてｌＢ＝２ｍ
Ａ　　に制御する場合について考える。電流増幅回路（
７）の増幅率を１００００倍と仮定すると。

入力側の電流値は０．２μＡ　に制御されていなければ
ならなり０この場合、第１の電流源の温度変動量、電流
増幅回路のリーク電流、安定度から考慮すると電流増幅
回路（７）の出力を小さい値で安定に制御することは困
難であると予想される。そこで。

電流増幅回路（７）の出力に第２の電流源（８）を接続
しこの分の電流値Ｉｏ（ｍＡ）を加算すれば、電流増幅
回路（７）としては、より十工ｏ（ｍＡ）　　に出力電
流が制御されてｂればよいことになる。ここで、より（
ｍＡ　）は温度に比例して増加する傾向にあるため。

第２の電流源（８）は逆の温度特性を持たせれば電流増
幅回路（７１の負荷電流は適当な値で一定になシ。

安定した動作を確保することが出来る。工ｏ（ｍＡ）に
温度特性を持たせるために、サーミスタαυと抵抗α２
による分圧値を誤差増幅回路（９１０入力に供給し、こ
の出力電圧で第２の電流源の電流値１ｏ（ｍＡ）ヲコン
トロールするように構成してｂる。

第２図に示した別の発明は、Ｗ流増幅回路（７１の増幅
率が一定で高い場合、低温時で出力電流を低く制御する
ことによって動作が不安定になるとｂう問題点を解決す
るために、電流増幅回路（７）の増幅率を温度によって
外部制御するとｂう構成になっている。サーミスタα９
と抵抗（Ｉｚによる分圧値を誤差増幅回路（９）の入力
に供給すると、この出力電圧は温度によって変化する。

誤差増幅回路（９１の出力電圧を電流増幅回路（７）に
供給し、電流増幅回路（７）を構成するトランジスタの
ｈｆｓ　（電流増幅率）を制御する。電流増幅回路（７
１の電流増幅率を低温側で小さくすれば、電流増幅回路
（７１の入力電流はその分大きな値が許容されるため、
安定な光出力制御動作が期待できる。

第３図に示した別の発明は、第１図に示した発明の一実
施例において誤差増幅回路（９）の入力にサーミスタ（
［１１を用いたラフな温度補償回路から、バイアスミ流
のモニタを入力とする誤差増幅回路（９１による制御回
路を構成し念ことを特徴とする。

バイアス電流モニタ回路αｊは、電流増幅回路＋７１の
出力とレーザダイオード（３）のカソードこの間に設け
、バイアス１ｌｌＩｆＬ工ｎ（ｍＡ）を電圧に変換して
誤差増幅回路（９１０入力に供給する。この誤差増幅回
路（９１の出力は第２の電流源（８）に接続されこの電
流値ＩＯ（ｍＡ）を制御する。電流増幅回路（７）の出
力電流はより土工０＝Ｉ’ｌ’＝一定となるため、温度
による不安定動作を改善することが可能になる。

なお、上記実施例ではレーザダイオードのアノード側を
接地した負電源使用時の場合について説明してｂるが、
正電源を使用した場合についても適用できる。

また、上記実施例では、ディジタル信号伝送用のレーザ
ダイオード駆動装置について説明したが。

アナログ信号伝送用であってもよく、上記実施例と同様
の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば第２の電流源をレーザダ
イオードのカソードに付加したシ、電流増幅回路の電流
増幅率を制御できるように構成したので、レーザダイオ
ードの閾値電流を選別する必要もなく、広し温度範囲に
わたってレーザダイオードを安定して駆動できる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図はこの発明の一実施例を示す構
成図、第４図はレーザダイオードの＊流と光出力の関係
を示す説明図、第５図は従来のレーザダイオード装置の
構成図である。図において（１１は信号入力端子、　（
２）はレーザ駆動回路、（３）はレーザダイオード、（
４）はフォトダイオード、（５）はコンデンサ、（６）
は第１の電流源、（７）は電流増幅回路。 （８）は第２の電流源、（９）は誤差増幅回路、ａ・は
参照電圧供給端子、αＢはサーミスタ、α２は抵抗、α
３はバイアス電流モニタ回路。なお１図中同一符号は同
一、又は相当部分を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気信号を光信号に変換するレーザダイオードと
   、このレーザダイオードに電気信号を供給するレーザ駆
   動回路と、上記レーザダイオードの光出力レベルをモニ
   タするフォトダイオードと、このフォトダイオードと並
   列に接続したコンデンサと、上記フォトダイオードのカ
   ソードに接続した第１の電流源と、この第１の電流源の
   電流と上記フォトダイオードの平滑化電流の差を入力と
   し、出力を上記レーザダイオードのカソードに接続した
   電流増幅回路で構成されたレーザダイオード駆動装置に
   おいて、上記レーザダイオードのカソードに第２の電流
   源を接続し、この第２の電流源に、サーミスタと抵抗で
   分圧した電圧を入力とする誤差増幅回路の出力を接続し
   たことを特徴とするレーザダイオード駆動装置。
2. （２）電気信号を光信号に変換するレーザダイオードと
   、このレーザダイオードに電気信号を供給するレーザ駆
   動回路と、上記レーザダイオードの光出力レベルをモニ
   タするフォトダイオードと、このフォトダイオードと並
   列に接続したコンデンサと、上記フォトダイオードのカ
   ソードに接続した第１の電流源と、この第１の電流源の
   電流と上記フォトダイオードの平滑化電流の差を入力と
   し、出力を上記レーザダイオードのカソードに接続した
   電流増幅回路で構成されたレーザダイオード駆動装置に
   おいて、サーミスタと抵抗で分圧した電圧を入力とする
   誤差増幅回路の出力を上記電流増幅回路に接続したこと
   を特徴とするレーザダイオード駆動装置。
3. （３）電気信号を光信号に変換するレーザダイオードと
   、このレーザダイオードに電気信号を供給するレーザ駆
   動回路と、上記レーザダイオードの光出力レベルをモニ
   タするフォトダイオードと、このフォトダイオードと並
   列に接続したコンデンサと、上記フォトダイオードのカ
   ソードに接続した第１の電流源と、この第１の電流源の
   電流と上記フォトダイオードの平滑化電流の差を入力と
   し、出力を上記レーザダイオードのカソードに接続した
   電流増幅回路で構成されたレーザダイオード駆動装置に
   おいて、上記電流増幅回路と上記レーザダイオードのカ
   ソードの間に、バイアス電流モニタ回路を設け、このバ
   イアス電流モニタ回路の出力と参照電圧を２つの入力と
   する誤差増幅回路の出力を第２の電流源に接続し、第２
   の電流源を電流増幅回路の出力に接続したことを特徴と
   するレーザダイオード駆動装置。