JPH03165085A - レーザダイオード駆動装置 - Google Patents

レーザダイオード駆動装置

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JPH03165085A
JPH03165085A JP1304329A JP30432989A JPH03165085A JP H03165085 A JPH03165085 A JP H03165085A JP 1304329 A JP1304329 A JP 1304329A JP 30432989 A JP30432989 A JP 30432989A JP H03165085 A JPH03165085 A JP H03165085A
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    • G11B7/125Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
    • G11B7/126Circuits, methods or arrangements for laser control or stabilisation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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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〕 本発明はレーザダイオード駆動装置に関する。
〔従来の技術〕
レーザダイオードからなる半導体レーザは極めて小型で
、かつ駆動電流により高速に直接変調することが可能で
あるので、近年、光デイスク装置。
レーザプリンタ等の光源として広く使用されている。
しかしながら、半導体レーザは駆動電流に対する光出力
特性が温度により著しく変化し、この温度特性が半導体
レーザの光出力を所望の値に設定しようとする場合に大
きな問題となる。この問題を解決して半導体レーザの利
点を生かすために、さまざまなA P C(A uto
matic P over Contorol)回路が
提案されている。このAPC回路は次の3つの方式に分
けられる。
(1)半導体レーザの光出力をモニターする受光素子を
設け、この受光素子に発生する光起電流に比例する信号
と発光レベル指令信号とが等しくなるように常時、半導
体レーザの順方向電流を制御する光・電気負帰還ループ
を形成して半導体レーザの光出力を制御する方式。
(2)半導体レーザの光出力をモニターする受光素子を
設け、所定のパワー設定期間に前記受光素子に発生する
光起電流に比例する信号と発光レベル指令信号とが等し
くなるように半導体レーザの順方向電流を制御し、この
期間に設定された半導体レーザの順方向電流値を他の期
間に保持し、この期間における半導体レーザの光出力に
情報を乗せる期間ではその保持されている半導体レーザ
の順方向電流値を基準にして半導体レーザの順方向電流
を変調することにより半導体レーザの光出力を変調する
方式。
(3)半導体レーザの温度を測定し、その測定した温度
により半導体レーザの順方向電流を制御し、または半導
体レーザの温度を一定に制御することにより半導体レー
ザの光出力を制御する方式。
半導体レーザの光出力を所望の値に設定するためには(
1)の方式が望ましいが、(1)の方式では高速動作性
に欠ける欠点があった。
そこで、例えば特開昭63−114285号公報に示さ
れているように、半導体レーザの光出力をモニターする
受光素子を設け、この受光素子に発生する光起電流と基
準電流との差電流によりバイポーラトランジスタのベー
スを駆動する光・電気負帰還ループを形成して半導体レ
ーザの光出力を制御するレーザダイオード駆動装置が提
案されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記レーザダイオード駆動装置ではバイポーラトランジ
スタの電流増幅率の周波数特性により、例えばバイポー
ラトランジスタの電流増幅率を100、トランジション
周波数5GH2のバイポーラトランジスタの場合約50
 M H2で位相遅れが45″となり、光・電気負帰還
ループの1巡のループゲインが1となる周波数を高く設
定することができず。
半導体レーザの光出力を高速に制御することができない
本発明は上記欠点を改善し、高速動作を行うことができ
るレーザダイオード駆動装置を提供することを目的とす
る。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、本発明はレーザダイオードの
順方向電流を制御する駆動用トランジスタ又は駆動用電
界効果トランジスタと、前記レーザダイオードの光出力
を受光してこの光出力に比例した光電流を発生する光電
変換手段と、発光指令信号を発光指令信号電流に変換す
る変換手段と。
。この変換手段からの発光指令信号電流と前記光電変換
手段からの光電流との差電流が入力されこの差電流を増
幅して前記駆動用トランジスタ又は駆動用電界効果トラ
ンジスタを前記発光指令信号電流と前記光電流とが等し
くなるように制御するソース接地回路とを備えたもので
ある。
〔作 用〕
レーザダイオードの順方向電流が駆動用トランジスタ又
は駆動用電界効果トランジスタにより制御され、光電変
換手段がレーザダイオードの光出力を受光してこの光出
力に比例した光電流を発生する。そして発光指令信号が
変換手段により発光指令信号電流に変換され、ソース接
地回路が変換手段からの発光指令信号電流と光電変換手
段からの光電流との差電流を増幅して前記駆動用トラン
ジスタ又は駆動用電界効果トランジスタを発光指令信号
電流と光電流とが等しくなるように制御する。
〔実施例〕
第2図は本発明の一実施例を示す。
トランジスタロ1.抵抗R工、演算増幅器OA□及び電
圧源E0は電流源1を構成し、この電流源1は電源電圧
Vccが印加されてトランジスタQ1のコレクタより所
定の電流を供給する。トランジスタQ2及び抵抗R2は
入力信号を電流に変換する変換手段2を構成している。
この変換手段2はトランジスタQ2のベースに入力され
た発光指令信号v0をv o / R2なる発光指令信
号電流に変換し、トランジスタQ2のコレクタには電流
源1から発光指令信号v0に応じて変化する発光指令信
号電流が流れる。
一方、レーザダイオードLDの光出力の一部が光電変換
手段を構成する受光素子OEによりモニターされ、レー
ザダイオードLDの光出力に比例した光起電流が受光素
子OEに誘起される。この受光素子○Eに誘起される光
起電流はレーザダイオードLDの光出力をPとすればk
Pと表わすことができる。ここで、kは比例定数である
トランジスタQ1、演算増幅器OA、、抵抗R3及び電
圧源E工は電流源3を構成し、トランジスタQ、のコレ
クタには電流源1から所定の電流が流れる。受光素子O
Eに誘起される光起電流はトランジスタQ3のエミッタ
に流れ込んでトランジスタQ、のコレクタ電流をkPだ
け変化させる。
電界効果トランジスタQ4及び抵抗R4はソース接地回
路4を構成し、レーザダイオードLD、受光素子OE、
電流源3.ソース接地回路4.駆動用トランジスタq、
は光・電気負帰還ループを形成している。電界効果トラ
ンジスタQ、は変換回路2の発光指令信号電流と電流源
3の電流との差電流を増幅して駆動用トランジスタQ、
のベースに印加し、レーザダイオードLDは電源から駆
動用トランジスタQいツェナーダイオードD0及びコン
デンサC6の並列回路、抵抗R0を通して順方向電流が
流れて発光する。抵抗R,はレーザダイオードLDの順
方向電流を検出して電圧に変換し、この電圧が抵抗Rf
およびコンデンサCfの板側回路を介して電界効果トラ
ンジスタQ4のゲートに負帰還される。電界効果トラン
ジスタQ4の入力部の電流変化分Δ■は ΔI=VI、/R2−k P となる。この電流変化分ΔIは抵抗Rf及びコンデンサ
Cfの並列回路を通して抵抗RI、の両端にRf・Δ■
の電圧変化を発生させる。これにより、レーザダイオー
ドLDの順方向電流が(Rf/R0)Δ■だけ変化する
以上のことから、レーザダイオードLDの微分量子効率
をηとすればレーザダイオードLDの光出力Pは P = η−(Rf/R,)(V、/R,−k P)、
”、 P = η−(Rf/RO)(V、/R,)/ 
[1+77 k(Rf/R,)] となる。ここで、η=0.6mW/mA、 k=0.0
2mA/鳳A、Rf=820にΩ、R,= 10Ωとす
ればηk (Rf/ Ro)=984> 1となるので
、pccv。どなる。
以上の動作は直流変化についての動作であるが、光・電
気負帰還ループの1巡のループゲインが1となる周波数
が増大した場合においては電界効果トランジスタQ4の
入力容量および抵抗R4と並列に入る浮遊容量等が動作
速度を妨げ、例えば電界効果トランジスタQ4の相互コ
ンダクタンスを10+aσ、電界効果トランジスタQ4
の入力容量を3pF、抵抗R4の浮遊容量を1pFとし
たとき、周波数100MH2において電界効果トランジ
スタQ、の電圧ゲインは抵抗R4の浮遊容量1pFが支
配的となったとしても約16倍あるので、電界効果トラ
ンジスタQ4の入力容量の影響による位相遅れは電界効
果トランジスタQ4の入力容量3pFと16Xcfとが
等しい程度にならなければ発生しない、ここで、光・電
気負帰還ループの1巡のループゲインが1となる周波数
を例えば100MH2に設定したとすると、Cf42p
Fであるので、CfX16>3pFとなり、 100M
H2の周波数においても動作可能となる。
第1図は本発明の他の実施例を示す。
この実施例は上記実施例において、受光素子○Eと変換
回路2とを直列に接続して電流源1,3゜ツェナーダイ
オードDa及びコンデンサC0の並列回路を省略し、か
つ駆動用トランジスタQ5の代りに駆動用電界効果トラ
ンジスタQ、を用いたものであり、変換回路2からの発
光指令信号電流と受光素子OEからの光起電流との差電
流がシース接地回路4に入力され、上記実施例と同様に
動作する。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によればレーザダイオードの順方向
電流を制御する駆動用トランジスタ又は駆動用電界効果
トランジスタと、前記レーザダイオードの光出力を受光
してこの光出力に比例した光電流を発生する光電変換手
段と、発光指令信号を発光指令信号電流に変換する変換
手段と、この変換手段からの発光指令信号電流と前記光
電変換手段からの光電流との差電流が入力されこの差電
流を増幅して前記駆動用トランジスタ又は駆動用電界効
果トランジスタを前記発光指令信号電流と前記光電流と
が等しくなるように制御するソース接地回路とを備えた
ので、高速動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明の各実施例を示す回路図で
ある。 LD・・・レーザダイオード、OE・・・受光素子。 2・・・変換回路、4・・・ソース接地回路、Q、・・
・駆動用トランジスタ、Q、・・・駆動用電界効果トラ
ンジスタ、Rf、R,・・・抵抗、 Cf・・・コンデ
ンサ。 図 ム 3? 図 1/、。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. レーザダイオードの順方向電流を制御する駆動用トラン
    ジスタ又は駆動用電界効果トランジスタと、前記レーザ
    ダイオードの光出力を受光してこの光出力に比例した光
    電流を発生する光電変換手段と、発光指令信号を発光指
    令信号電流に変換する変換手段と、この変換手段からの
    発光指令信号電流と前記光電変換手段からの光電流との
    差電流が入力されこの差電流を増幅して前記駆動用トラ
    ンジスタ又は駆動用電界効果トランジスタを前記発光指
    令信号電流と前記光電流とが等しくなるように制御する
    ソース接地回路とを備えたことを特徴とするレーザダイ
    オード駆動装置。
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