JPH04109687A - Semiconductor laser control device - Google Patents

Semiconductor laser control device

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JPH04109687A
JPH04109687A JP22900490A JP22900490A JPH04109687A JP H04109687 A JPH04109687 A JP H04109687A JP 22900490 A JP22900490 A JP 22900490A JP 22900490 A JP22900490 A JP 22900490A JP H04109687 A JPH04109687 A JP H04109687A
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semiconductor laser
field effect
bipolar transistor
control circuit
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Masaaki Ishida
雅章 石田
Hidetoshi Ema
秀利 江間
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To realize high accuracy, high speed operation and high resolution by adjusting the gain of a gain converter and setting the light output of a semiconductor laser. CONSTITUTION:A current amplifying part is structured by inputting a drain of a field effect transistor 7 to a base of a bipolar transistor 10, inputting a collector of the bipolar transistor 10 to a cathode of a semiconductor laser 9 and connecting an emitter of the bipolar transistor 10 to a gate of the field effect transistor 7 through a capacitor 8. A light receiving signal current from a light receiving part 12 is branched to a reference voltage 15 and a current input for feedback using a variable resistor 13, and a control signal for setting the reference voltage 15 and the current input point to the same voltage is then applied to a current input point. Thereby, high accuracy, high speed operation and high resolution can be realized only with a simple circuit structure.

Description

【発明の詳細な説明】 皮帆比! 本発明は、半導体レーザ制御装置に関し、より詳細には
、レーザプリンタ、光デイスク装置、デジタル複写機、
光通信装置等における光源として用いられる半導体レー
ザの光出力を制御する半導体レーザ制御装置に関する。
[Detailed description of the invention] Leather ratio! The present invention relates to a semiconductor laser control device, and more particularly, to a laser printer, an optical disk device, a digital copying machine,
The present invention relates to a semiconductor laser control device that controls the optical output of a semiconductor laser used as a light source in optical communication devices and the like.

更薇抜帆 半導体レーザは極めて小型であって、かつ駆動電流によ
り高速に直接変調を行なうことができるので、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。
Semiconductor lasers have been widely used in recent years as light sources for optical disk devices, laser printers, etc. because they are extremely small and can be directly modulated at high speed by a drive current.

しかし、半導体レーザの駆動電流と光出力との関係は温
度により著しく変化するので半導体レーザの光強度を所
望の値に設定しようとする場合に問題となる。この問題
を解決して半導体レーザの利点を活かすために、従来さ
まざまなAPC(Automatic Power C
ontrol)回路が提案されている。
However, the relationship between the driving current and the optical output of the semiconductor laser changes significantly depending on the temperature, which poses a problem when trying to set the optical intensity of the semiconductor laser to a desired value. In order to solve this problem and take advantage of the advantages of semiconductor lasers, various APC (Automatic Power Cable)
ontrol) circuit has been proposed.

このAPC回路は大きく次の3つの方式に分類できる。This APC circuit can be broadly classified into the following three types.

■半導体レーザの光出力を受光素子によりモニターし、
この受光素子に発生する受光電流(半導体レーザの光出
力に比例する)に比例する信号と。
■The light output of the semiconductor laser is monitored by a light receiving element,
A signal proportional to the light receiving current (proportional to the optical output of the semiconductor laser) generated in this light receiving element.

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・電気負帰還ループに
より半導体レーザの光出力を所望の値に制御する方式。
A method in which the optical output of the semiconductor laser is controlled to a desired value using an optical/electrical negative feedback loop that constantly controls the forward current of the semiconductor laser so that the light emission level command signal is equal.

■パワー設定期間には半導体レーザの光出力を受光素子
によりモニターしてこの受光素子に発生する受光電流(
半導体レーザの光出力に比例する)に比例する信号と1
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、パワー設定期間外にはパワー設
定期間で設定した半導体レーザの順方向電流の値を保持
することによって半導体レーザの光出力を所望の値に制
御するとともに、パワー設定期間外にはパワー設定期間
で設定した半導体レーザの順方向電流を情報に基づいて
変調することにより半導体レーザの光出力に情報を載せ
る方式。
■During the power setting period, the light output of the semiconductor laser is monitored by the light receiving element, and the light receiving current (
A signal proportional to (proportional to the optical output of the semiconductor laser) and 1
The optical output of the semiconductor laser is controlled by controlling the forward current of the semiconductor laser so that it is equal to the light emission level command signal, and by holding the value of the forward current of the semiconductor laser set in the power setting period outside the power setting period. A method that modulates the forward current of the semiconductor laser set during the power setting period based on the information, and adds information to the optical output of the semiconductor laser outside the power setting period.

■半導体レーザ温度を測定し、その測定した温度信号に
よって半導体レーザの順方向電流を制御したり、または
半導体レーザの温度を一定とするように制御をしたりし
て半導体レーザの光出力を所望の値に制御する方式。
■Measure the semiconductor laser temperature and use the measured temperature signal to control the forward current of the semiconductor laser or to keep the temperature of the semiconductor laser constant to adjust the optical output of the semiconductor laser to the desired level. A method of controlling by value.

上記分類の中で、■の方式は、半導体レーザの光出力が
所望の値となるように常時制御をしているので望ましい
方式であるが、発光レベル指令信号と半導体レーザの光
出力の関係を設定する際、その設定値により、光・電気
負帰還ループにおける開ループの交叉周波数が変動して
光・電気負帰還ループの制御速度が不安定になる欠点が
ある。
Among the above classifications, the method (■) is preferable because it constantly controls the optical output of the semiconductor laser to the desired value, but the relationship between the emission level command signal and the optical output of the semiconductor laser When setting, there is a drawback that the open loop cross frequency in the optical/electrical negative feedback loop varies depending on the set value, making the control speed of the optical/electrical negative feedback loop unstable.

目     的 本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、上記
欠点を改善し、高速、高精度、高分解能でかつ安定な半
導体レーザ制御装置を提供することを目的としてなされ
たものである。
Purpose The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has been made for the purpose of improving the above-mentioned drawbacks and providing a high-speed, high-precision, high-resolution, and stable semiconductor laser control device. be.

構   成 本発明は、上記目的を達成するために、半導体レーザ制
御装置において、(1)被駆動半導体レーザの光出力を
受光部により検知し、該受光部から得られる受光信号電
流に比例した電流と発光レベル指令信号電流とを等しく
するように制御をする半導体レーザ制御装置において、
電界効果トランジスタのドレインをバイポーラトランジ
スタのベースに入力し、該バイポーラトランジスタのコ
レクタを前記半導体レーザのカソードに入力し。
Structure In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor laser control device that (1) detects the optical output of a driven semiconductor laser by a light receiving section, and detects a current proportional to a light reception signal current obtained from the light receiving section; In a semiconductor laser control device that controls the light emission level and the command signal current to be equal to each other,
A drain of a field effect transistor is connected to a base of a bipolar transistor, and a collector of the bipolar transistor is connected to a cathode of the semiconductor laser.

前記バイポーラトランジスタのエミッタをコンデンサを
介して前記電界効果トランジスタのゲートに接続するこ
とにより構成される電流増幅部と、前記受光部からの受
光信号電流を可変抵抗器を用いて基準電圧と帰還のため
の電流入力点とに分流し、前記基準電圧と前記電流入力
点とが同電位となるような制御信号を該電流入力点に印
加する制御回路とから成ること、更には、(2)前記(
1)において、前記基準電圧と前記電流入力点における
電圧とを同電位とする制御を該電流入力点に対して行な
う第1の制御回路と同一の特性を持つ第2の制御回路に
より前記基準電圧を構成したこと、更には、(3)前記
(2)において、前記第1の制御回路と前記第2の制御
回路の構成を同一の特性をもつバイポーラトランジスタ
または電界効果トランジスタで構成し、それぞれ同一の
バイアス電流を流すことを特徴としたものである。以下
、本発明の実施例に基づいて説明する。
a current amplifying section configured by connecting the emitter of the bipolar transistor to the gate of the field effect transistor via a capacitor; and a variable resistor for feeding back the light receiving signal current from the light receiving section to a reference voltage. and a control circuit that applies a control signal to the current input point such that the reference voltage and the current input point are at the same potential;
In 1), the reference voltage is controlled by a second control circuit having the same characteristics as the first control circuit that performs control on the current input point so that the reference voltage and the voltage at the current input point are at the same potential. (3) In (2) above, the configurations of the first control circuit and the second control circuit are configured of bipolar transistors or field effect transistors having the same characteristics, and each of the configurations is the same. It is characterized by flowing a bias current of . Hereinafter, the present invention will be explained based on examples.

第1図は1本発明の半導体レーザ制御装置の一実施例を
説明するための回路図で、図中、1はバイアス電圧源、
2は差動増幅器、3,6は電流源、4.10はバイポー
ラトランジスタ、5,11゜14は抵抗、7は電界効果
トランジスタ、8はコンデンサ、9は半導体レーザ、1
2は受光素子、13は可変抵抗、15は基準電圧、16
は定電圧ダイオード、Vcは直流電源である。上記回路
要素をもつ第1図において発光レベル指令信号電流I0
をバイポーラトランジスタ4のエミッタに入力する。バ
イポーラトランジスタ4のコレクタは電界効果トランジ
スタ7のゲートと接続し、更に電界効果トランジスタ7
のドレインはバイポーラトランジスタ1oのベースに、
バイポーラトランジスタ10のエミッタは定電圧ダイオ
ード16に、該定電圧ダイオード16のアノードをコン
デンサ8を介して電界効果トランジスタ7のゲートに各
々接続することにより、電界効果トランジスタ7とバイ
ポーラトランジスタ10とからなる電流増幅部における
負帰還ループを構成する。
FIG. 1 is a circuit diagram for explaining one embodiment of the semiconductor laser control device of the present invention, in which 1 is a bias voltage source;
2 is a differential amplifier, 3 and 6 are current sources, 4.10 is a bipolar transistor, 5 and 11° 14 is a resistor, 7 is a field effect transistor, 8 is a capacitor, 9 is a semiconductor laser, 1
2 is a light receiving element, 13 is a variable resistor, 15 is a reference voltage, 16
is a constant voltage diode, and Vc is a DC power supply. In FIG. 1 with the above circuit elements, the light emission level command signal current I0
is input to the emitter of bipolar transistor 4. The collector of the bipolar transistor 4 is connected to the gate of the field effect transistor 7, and the collector of the bipolar transistor 4 is connected to the gate of the field effect transistor 7.
The drain of is connected to the base of bipolar transistor 1o,
The emitter of the bipolar transistor 10 is connected to a constant voltage diode 16, and the anode of the constant voltage diode 16 is connected to the gate of the field effect transistor 7 via the capacitor 8. Configures a negative feedback loop in the amplifier section.

そして、バイポーラトランジスタ10のコレクタの負荷
として被駆動の半導体レーザ9を接続する。発光レベル
指令電流工。を印加すると、これを増幅して負荷の半導
体レーザ9に順方向の電流が流れて該半導体レーザ9は
発光する。この光出力は受光素子12により検知し、該
受光素子12には半導体レーザ9の光出力に比例した受
光信号電流iが流れる。この受光信号電流iは可変抵抗
13および抵抗14に分流する。可変抵抗13に分流し
た電流はバイポーラトランジスタ4のエミッタに入力し
、抵抗14に分流した電流は基準電圧15に向けて流れ
る。この場合、可変抵抗13の抵抗値を変化させること
により、バイポーラトランジスタ4のエミッタに入力す
る受光信号電流iの分流電流の大きさを調整することが
でき、このようにして光・電気負帰還ループが構成され
る。
Then, a driven semiconductor laser 9 is connected as a load to the collector of the bipolar transistor 10. Luminous level command electrician. When applied, this is amplified, a forward current flows through the semiconductor laser 9 serving as the load, and the semiconductor laser 9 emits light. This light output is detected by the light receiving element 12, and a light receiving signal current i proportional to the light output of the semiconductor laser 9 flows through the light receiving element 12. This light reception signal current i is divided into a variable resistor 13 and a resistor 14. The current shunted through the variable resistor 13 is input to the emitter of the bipolar transistor 4, and the current shunted through the resistor 14 flows toward the reference voltage 15. In this case, by changing the resistance value of the variable resistor 13, the magnitude of the shunt current of the light reception signal current i input to the emitter of the bipolar transistor 4 can be adjusted, and in this way, the optical/electrical negative feedback loop is configured.

上記の構成において1発光レベル指令信号電流Ioが与
えられたとき、半導体レーザ9の出力が所望の値P、を
出力するように可変抵抗13を調整し可変抵抗13にお
ける電流の減衰係数Kを所定値にすると、自動的に光・
電気負帰還ループの交叉周波数f0とすることができる
。以下にこれを証明する。
In the above configuration, when one light emission level command signal current Io is given, the variable resistor 13 is adjusted so that the output of the semiconductor laser 9 outputs a desired value P, and the attenuation coefficient K of the current in the variable resistor 13 is set to a predetermined value. When set to a value, the light and
The cross frequency of the electrical negative feedback loop can be f0. We will prove this below.

この実施例において、系の開ループゲインAはA=G・
η・αS−K        (1)と表わすことがで
きる。
In this example, the open loop gain A of the system is A=G・
It can be expressed as η·αS−K (1).

但し、G:電流増幅部(バイポーラトランジスタ10と
電界効果トランジスタ7で 構成)のゲイン η:半導体レーザの微分量子効率 α:受光素子と半導体レーザとの結合係数 S:受光素子の受光放射感度。
However, G: Gain of the current amplification section (consisting of bipolar transistor 10 and field effect transistor 7) η: Differential quantum efficiency of the semiconductor laser α: Coupling coefficient between the light receiving element and the semiconductor laser S: Light receiving radiation sensitivity of the light receiving element.

K:可変抵抗における電流の減衰係数。K: Attenuation coefficient of current in variable resistance.

(1)式をみると、系の開ループゲインAは、半導体レ
ーザ9の微分量子効率や受光素子12と半導体レーザ9
との結合係数、受光素子12の受光放射感度などのバラ
ツキの影響を受けることが分る。
Looking at equation (1), the open loop gain A of the system is determined by the differential quantum efficiency of the semiconductor laser 9, the light receiving element 12 and the semiconductor laser 9.
It can be seen that this is affected by variations in the coupling coefficient with the light receiving element 12, the light receiving radiation sensitivity of the light receiving element 12, etc.

また、この回路の電流増幅部の利得Gは、近似的に G= 17jωCR(2) であられせる。ここでCRは電流増幅部の特性によって
決まる定数、ω(=2πf、f:周波数)は角速度であ
る。
Further, the gain G of the current amplification section of this circuit is approximately set to be G=17jωCR(2). Here, CR is a constant determined by the characteristics of the current amplification section, and ω (=2πf, f: frequency) is the angular velocity.

また、受光信号電流1は、半導体レーザ9の光出力P。Further, the light reception signal current 1 is the optical output P of the semiconductor laser 9.

と受光素子12と半導体レーザ9との結合係数α、受光
素子12の受光放射感度Sを用いて 1=Po・ αS               (3
)であられされる。
1=Po・αS (3
).

また、発光レベル指令信号電流工。は I0=に−1(4) であるから また、半導体レーザ9の光出力P、は P、= 1./ k a S  、         
(5)また、光・電気負帰還ループの交叉周波数f。
It also has a light emitting level command signal current engineer. Since I0=-1(4), the optical output P of the semiconductor laser 9 is P,=1. /kas,
(5) Also, the cross frequency f of the optical/electrical negative feedback loop.

はA=1となる周波数であるから(1)、(2)より f、=η・αS −k/2πCR(6)となる。is the frequency where A=1, so from (1) and (2) f, = η·αS −k/2πCR (6).

上記(5)、(6)式から明らかなように受光素子12
と半導体レーザ9の結合係数αや受光素子12の受光放
射感度Sが変化しても、所定の発光レベル指令電流工。
As is clear from the above equations (5) and (6), the light receiving element 12
Even if the coupling coefficient α of the semiconductor laser 9 and the light-receiving radiation sensitivity S of the light-receiving element 12 change, a predetermined light emission level command current can be maintained.

に対して所望の光出力P、が得られるように可変抵抗1
3の減衰係数kを調整すると にα5=const         (7)となるの
で(5)式より自動的に交叉周波数f0を所望の値に設
定できることが明らかとなる。
variable resistor 1 so as to obtain the desired optical output P,
When the damping coefficient k of 3 is adjusted, α5=const (7), so it is clear from equation (5) that the crossover frequency f0 can be automatically set to a desired value.

また、この構成では、不必要なバイアス電流を流すこと
なく受光信号電流iは可変抵抗13と抵抗14の抵抗比
で分流される。
Further, in this configuration, the light reception signal current i is divided by the resistance ratio of the variable resistor 13 and the resistor 14 without flowing unnecessary bias current.

つまり、可変抵抗13の抵抗値をRv、抵抗14の抵抗
値をRとすると、電流の減衰係数にはに=R/ (R+
Rv)         (8)であられされる。
In other words, if the resistance value of the variable resistor 13 is Rv, and the resistance value of the resistor 14 is R, then the current attenuation coefficient is = R/ (R+
Rv) (8).

さらに、この構成では、発光レベル指令信号工。と負帰
還をかける受光信号電流iの一部の加算点がバイポーラ
トランジスタ4のエミッタであるが、電流がエミッタに
流入するとエミッタ電位は変動する1本発明ではこの変
動を取り除くためエミッタ電位が基準電圧15と同電位
になるように制御をかける。すなわち、バイアス電圧源
1を基準電圧15と同電圧としてバイポーラトランジス
タ4のエミッタとともに差動増幅器2に入力し、その出
力をバイポーラトランジスタ4のベースに入力すること
により負帰還ループを構成する。
Additionally, in this configuration, the luminous level command signal works. The emitter of the bipolar transistor 4 is the summation point of a part of the light receiving signal current i to which negative feedback is applied, but when the current flows into the emitter, the emitter potential fluctuates.In order to eliminate this fluctuation, in the present invention, the emitter potential is set to the reference voltage. Control is applied so that the potential is the same as that of 15. That is, by inputting the bias voltage source 1 at the same voltage as the reference voltage 15 to the differential amplifier 2 together with the emitter of the bipolar transistor 4, and inputting its output to the base of the bipolar transistor 4, a negative feedback loop is constructed.

次に、該負帰還ループの動作を説明する。バイポーラト
ランジスタ4のエミッタ電位が仮りに低下したとする。
Next, the operation of the negative feedback loop will be explained. Assume that the emitter potential of the bipolar transistor 4 has decreased.

この場合、エミッタ電位とバイアス電圧源1の電位(基
準電圧15の電位)の差が差動増幅器2で増幅され、バ
イポーラトランジスタ4のベース電位を高くしようとす
る。するとバイポーラトランジスタ4のベース・エミッ
タ間電位が大きくなり、バイポーラトランジスタ4は電
流を多く流そうとする。すると抵抗5に電流が多く流れ
てエミッタ電位を上げる。このようにしてエミッタ電位
が安定化すると不要なバイアス電流が流れることなく受
光信号電流iは可変抵抗13と抵抗14の抵抗比で分流
される。つまり電流の減衰係数には(8)式であられさ
れ、精度良く分流されるので、より高精度な光・電気負
帰還ループが構成される。
In this case, the difference between the emitter potential and the potential of the bias voltage source 1 (the potential of the reference voltage 15) is amplified by the differential amplifier 2 to try to raise the base potential of the bipolar transistor 4. Then, the potential between the base and emitter of the bipolar transistor 4 increases, and the bipolar transistor 4 attempts to allow a large amount of current to flow. Then, a large amount of current flows through the resistor 5, raising the emitter potential. When the emitter potential is stabilized in this way, the light reception signal current i is divided by the resistance ratio of the variable resistor 13 and the resistor 14 without flowing an unnecessary bias current. In other words, the attenuation coefficient of the current is calculated by equation (8), and the current is shunted with high accuracy, so that a more accurate optical/electrical negative feedback loop is constructed.

また、この構成ではバイアス電圧源1と基準電圧15を
与えたが、これはプラス電源のみで回路を駆動するため
で、マイナス電源も利用できるならばバイアス電圧源1
と基準電圧15をそれぞれアースとして、抵抗5をアー
スにではなくマイナス電源につなげる構成も考えられ、
この構成でも本発明の効果が得られることは明らかであ
る。
Also, in this configuration, bias voltage source 1 and reference voltage 15 are provided, but this is because the circuit is driven only with a positive power supply, and if a negative power supply can also be used, the bias voltage source 1
It is also possible to consider a configuration in which the and reference voltage 15 are respectively grounded, and the resistor 5 is connected not to the ground but to the negative power supply.
It is clear that the effects of the present invention can also be obtained with this configuration.

ここで、抵抗5を電流源としても本発明の効果が得られ
ることは明らかである。
Here, it is clear that the effects of the present invention can be obtained even if the resistor 5 is a current source.

また、この構成では、発光レベル指令信号電流1、をバ
イポーラトランジスタ4のエミッタに入力したが、電流
源3の電流を発光レベル指令信号工。で制御しても本発
明の効果が得られることは明らかである。
Further, in this configuration, the light emission level command signal current 1 is input to the emitter of the bipolar transistor 4, but the current of the current source 3 is input to the light emission level command signal circuit. It is clear that the effects of the present invention can be obtained even if controlled by

さらに、この構成では、インピーダンス変換の手段とし
てバイポーラトランジスタ4を用いたが、この部分に電
界効果トランジスタを用いても、複数個のトランジスタ
で構成した回路を用いても本発明の効果が得られること
は明らかである。
Further, in this configuration, the bipolar transistor 4 is used as a means for impedance conversion, but the effects of the present invention can be obtained even if a field effect transistor is used in this part or a circuit configured with a plurality of transistors. is clear.

以上述べたように本発明によれば、簡便に半導体レーザ
の光出力を所望の値に設定すると自動的に系の交叉周波
数が一定となるように設定でき。
As described above, according to the present invention, when the optical output of the semiconductor laser is simply set to a desired value, the crossover frequency of the system can be automatically set to be constant.

かつ高精度で高速・高分解能な半導体レーザ制御装置を
実現できる。
Moreover, a semiconductor laser control device with high precision, high speed, and high resolution can be realized.

第2図は、本発明の半導体レーザ制御装置の他の実施例
を説明するための回路図で、図中、第1図と同じ作用を
もつ回路要素には同一の符号を付しである。18,19
.20は電界効果トランジスタ、21は定電圧ダイオー
ド、22は電流増幅器である。
FIG. 2 is a circuit diagram for explaining another embodiment of the semiconductor laser control device of the present invention, in which circuit elements having the same functions as those in FIG. 1 are given the same reference numerals. 18,19
.. 20 is a field effect transistor, 21 is a constant voltage diode, and 22 is a current amplifier.

ここで、電流増幅器22は、第1図の電流増幅部と同一
の回路(電流源6.電界効果トランジスタ7、コンデン
サ8.バイポーラトランジスタ10、定電圧ダイオード
16.抵抗11で構成)を簡略化して表したものであり
、動作も同一であるとする。
Here, the current amplifier 22 is a simplified version of the same circuit as the current amplification section in FIG. It is assumed that the operations are the same.

第2図では、基本動作は第1図と同様であるので、ここ
では省略する。第2図が第1図と異なる点は、バイポー
ラトランジスタ4を電界効果トランジスタ20とし、ま
た定電圧ダイオード21のアノードを発光レベル指令信
号電流I0と可変抵抗13で減衰させた受光信号電流i
の電流加算点としている。また、電界効果トランジスタ
18と電界効果トランジスタ19はそれぞれ同一の特性
を持つ素子で構成し、電界効果トランジスタ18のドレ
インをカレントミラー回路17に、ゲートをバイアス電
圧源1に、ソースをアースに接続し、電界効果トランジ
スタ19のドレインをカレントミラー回路17に、ゲー
トを定電圧ダイオード21のアノードに、ソースをアー
スに接続し、電界効果トランジスタ20のゲートを電界
効果トランジスタ19のドレインに接続することにより
制御回路を構成している。この制御回路の動作を簡単に
説明する。仮りに定電圧ダイオード21のアノード電位
が低下したとすると、電界効果トランジスタ19のドレ
イン電流が減少し、このため電界効果トランジスタ20
のゲート電位が上がり、電界効果トランジスタ20のゲ
ート・ソース間電圧が大きくなり電流を多く流そうとす
る。このため、定電圧ダイオード21のアノード電位は
バイアス電圧源1の電圧(つまり基準電圧15の電圧)
に等しくなるように高速に制御がかけられる。
In FIG. 2, the basic operation is the same as that in FIG. 1, so a description thereof will be omitted here. The difference between FIG. 2 and FIG. 1 is that the bipolar transistor 4 is replaced by a field effect transistor 20, and the anode of the constant voltage diode 21 is connected to the light emission level command signal current I0 and the light receiving signal current i attenuated by the variable resistor 13.
This is the current addition point. In addition, the field effect transistor 18 and the field effect transistor 19 are each composed of elements having the same characteristics, and the drain of the field effect transistor 18 is connected to the current mirror circuit 17, the gate is connected to the bias voltage source 1, and the source is connected to the ground. , the drain of the field effect transistor 19 is connected to the current mirror circuit 17, the gate is connected to the anode of the constant voltage diode 21, the source is connected to the ground, and the gate of the field effect transistor 20 is connected to the drain of the field effect transistor 19. It constitutes a circuit. The operation of this control circuit will be briefly explained. Assuming that the anode potential of the constant voltage diode 21 decreases, the drain current of the field effect transistor 19 decreases, and as a result, the drain current of the field effect transistor 20 decreases.
The gate potential of the field effect transistor 20 increases, the gate-source voltage of the field effect transistor 20 increases, and a large amount of current tends to flow. Therefore, the anode potential of the constant voltage diode 21 is equal to the voltage of the bias voltage source 1 (that is, the voltage of the reference voltage 15).
Control is applied at high speed so that it is equal to .

ここで、電界効果トランジスタ18,19゜2oを用い
ているのは、可変抵抗で減衰させた受光信号電流が小さ
い場合、これらのトランジスタのゲート漏れ電流(バイ
ポーラトランジスタではベース電流)の影響を受けるこ
とがあるが、電界効果トランジスタのゲート漏れ電流は
一般に数十ナノアンペア程度であるので、バイポーラト
ランジスタより影響を受けにくい事を考慮してのことで
ある。従って、この部分の構成は、可変抵抗で減衰させ
た受光信号電流が比較的大きい場合はバイポーラトラン
ジスタを用いた構成でも良く、またその電流が小さい場
合でもインピーダンス変換をしている電界効果トランジ
スタ20の構成をダーリントン接続やエミッタフォロワ
(ソースフォロワ)などの構成にしても本発明の効果が
得られることは明らかである。
The field effect transistors 18 and 19°2o are used here because if the light reception signal current attenuated by the variable resistor is small, it will be affected by the gate leakage current (base current for bipolar transistors) of these transistors. However, since the gate leakage current of a field effect transistor is generally on the order of several tens of nanoamperes, this is done in consideration of the fact that it is less susceptible to this effect than a bipolar transistor. Therefore, this part may be configured using a bipolar transistor if the light reception signal current attenuated by the variable resistor is relatively large, or a bipolar transistor may be used for the structure of the field effect transistor 20 that performs impedance conversion even if the current is small. It is clear that the effects of the present invention can be obtained even if the configuration is a Darlington connection or an emitter follower (source follower).

第3図は、本発明の更に他の実施例を説明するための回
路図で、図中、第1図、第2図と同じ作用をもつ回路要
素には同一の符号を付しである。
FIG. 3 is a circuit diagram for explaining still another embodiment of the present invention, in which circuit elements having the same functions as those in FIGS. 1 and 2 are given the same reference numerals.

23は電流源、24,28.29は電界効果トランジス
タ、25は定電圧ダイオード、26は抵抗、27はカレ
ントミラー回路、30はバイアス電圧源である。
23 is a current source, 24, 28, 29 are field effect transistors, 25 is a constant voltage diode, 26 is a resistor, 27 is a current mirror circuit, and 30 is a bias voltage source.

この第3図では、基準電圧をさきに述べた制御回路と同
一の特性を持つ回路で構成している。すなわち電流源3
と電流源23、電界効果トランジスタ20と電界効果ト
ランジスタ24、定電圧ダイオード21と定電圧ダイオ
ード25、抵抗5と抵抗26、電界効果トランジスタ1
8.19と電界効果トランジスタ28,29.バイアス
電圧源1とバイアス電圧源30がそれぞれ同一の特性を
持つ素子で構成し、カレントミラー回路17とカレント
ミラー回路27は同一の特性を持っているとする。
In FIG. 3, the reference voltage is constructed from a circuit having the same characteristics as the control circuit described above. That is, current source 3
and current source 23, field effect transistor 20 and field effect transistor 24, constant voltage diode 21 and constant voltage diode 25, resistor 5 and resistor 26, field effect transistor 1
8.19 and field effect transistors 28, 29. It is assumed that the bias voltage source 1 and the bias voltage source 30 are each composed of elements having the same characteristics, and that the current mirror circuit 17 and the current mirror circuit 27 have the same characteristics.

このような回路構成にした場合は、定電圧ダイオード2
1のアノード電位を固定電位である基準電圧と同一電圧
になるように制御をかけるのではなく、定電圧ダイオー
ド21のアノード電位と定電圧ダイオード25のアノー
ド電位が変動しても相対的に同電位となるように制御を
かける。そうすると、各々の制御系がが同一の特性を持
っているので、先の相対電位はOとなり、受光信号電流
iは可変抵抗13と抵抗14の抵抗比で正確に分流され
る系が構成できる。
If you have this kind of circuit configuration, the constant voltage diode 2
Rather than controlling the anode potential of the constant voltage diode 21 and the anode potential of the constant voltage diode 25 to be the same voltage as the reference voltage, which is a fixed potential, the anode potential of the constant voltage diode 21 and the anode potential of the constant voltage diode 25 are kept relatively at the same potential even if they fluctuate. Control is applied so that Then, since each control system has the same characteristics, the relative potential becomes O, and a system can be constructed in which the light reception signal current i is accurately divided by the resistance ratio of the variable resistor 13 and the resistor 14.

以上述べたように本発明によれば、簡便に半導体レーザ
の光出力を所望の値に設定すると自動的に系の交叉周波
数が一定となるように設定でき、かつ高精度で高速・高
分解能な半導体レーザ制御装置を実現できる。
As described above, according to the present invention, when the optical output of the semiconductor laser is easily set to a desired value, the crossover frequency of the system can be automatically set to be constant, and the system can be set with high precision, high speed, and high resolution. A semiconductor laser control device can be realized.

第4図は、本発明の更に他の実施例を説明するための回
路図で、図中、第1図、第2図と同じ作用をもつ回路要
素には同一の符号を付しである。
FIG. 4 is a circuit diagram for explaining still another embodiment of the present invention, in which circuit elements having the same functions as those in FIGS. 1 and 2 are given the same reference numerals.

31.34はバイポーラトランジスタ、32゜35は抵
抗、33はカレントミラー回路である。
31, 34 are bipolar transistors, 32° and 35 are resistors, and 33 is a current mirror circuit.

第4図では、発光レベル指令信号電流工。と可変抵抗1
3で減衰させた受光信号電流iの電流加算点をバイポー
ラトランジスタ4のエミッタとしている。この第4図で
第3図と異なる点は電位制御部の構成である。この構成
では、パイポーラトランジスタ4,31,34、抵抗5
,32.35はそれぞれ同一の特性を持った素子とし、
カレントミラー回路33を用いてバイポーラトランジス
タ4とバイポーラトランジスタ34にバイアス電流を流
している。この場合、バイポーラトランジスタ4とバイ
ポーラトランジスタ31のベース電位は共通であるので
同じバイアス電流が流れ、各々のエミッタ電位は同電位
となる。先の受光信号電流iを可変抵抗13を介してバ
イポーラトランジスタ4のエミッタに入力する電流と、
バイポーラトランジスタ31のエミッタに入力する電流
とに分流すると、請求項2と同様の効果をより簡単な回
路構成で得ることができる。
In Figure 4, the light emission level command signal current function is shown. and variable resistor 1
The current addition point of the light-receiving signal current i attenuated in step 3 is set as the emitter of the bipolar transistor 4. The difference between FIG. 4 and FIG. 3 is the configuration of the potential control section. In this configuration, bipolar transistors 4, 31, 34, resistor 5
, 32.35 are elements with the same characteristics,
A bias current is passed through the bipolar transistor 4 and the bipolar transistor 34 using a current mirror circuit 33. In this case, since the base potentials of bipolar transistor 4 and bipolar transistor 31 are common, the same bias current flows, and the emitter potentials of each become the same potential. A current that inputs the previous light reception signal current i to the emitter of the bipolar transistor 4 via the variable resistor 13;
By dividing the current into the current input to the emitter of the bipolar transistor 31, the same effect as in claim 2 can be obtained with a simpler circuit configuration.

また、この回路構成において、バイポーラトランジスタ
4,31.34を用いているが、電界効果トランジスタ
を用いて構成しても同様の効果が得られることは明らか
である。
Further, in this circuit configuration, bipolar transistors 4, 31, and 34 are used, but it is clear that similar effects can be obtained even if the circuit is configured using field effect transistors.

以上述べたように本発明によれば、簡便に半導体レーザ
の光出力を所望の値に設定すると自動的に系の交叉周波
数が一定となるように設定でき。
As described above, according to the present invention, when the optical output of the semiconductor laser is simply set to a desired value, the crossover frequency of the system can be automatically set to be constant.

かつ簡単な回路構成で高精度・高速・高分解能な半導体
レーザ制御装置を実現できる。
Moreover, a high-precision, high-speed, and high-resolution semiconductor laser control device can be realized with a simple circuit configuration.

なお5第4図の基本動作は、第3図で述べた動作と同様
である。
Note that the basic operation in FIG. 5 is the same as that described in FIG. 3.

効   果 以上の説明から明らかなように、本発明によると、以下
のような効果がある。
Effects As is clear from the above explanation, the present invention has the following effects.

(1)請求項1に対応する効果:被駆動半導体レーザの
出力光と該出力光を電気変換し増幅する光・電気負帰還
ループにおいて、ゲイン変換器のゲインを調整すること
により、半導体レーザの光出力を所望の値に設定するだ
けで自動的に前記光・電気負帰還ループの開ループでの
交叉周波数が所望の値に設定されるので、簡単な調整で
動作が安定となり、前記基準電圧と前記電流入力点が同
電位となるように電流入力点に制御をかける制御回路を
構成したことにより、高精度である高速・高分解能な半
導体レーザ制御装置が実現できる。
(1) Effect corresponding to claim 1: In the optical/electrical negative feedback loop that electrically converts and amplifies the output light of the driven semiconductor laser and the output light, by adjusting the gain of the gain converter, By simply setting the optical output to the desired value, the open-loop crossover frequency of the optical/electrical negative feedback loop is automatically set to the desired value. By configuring a control circuit that controls the current input point so that the current input point and the current input point have the same potential, a highly accurate, high-speed, high-resolution semiconductor laser control device can be realized.

(2)請求項2に対応する効果:前記基準電圧と前記電
流入力点が同電位となるように電流入力点に制御をかけ
る第1の制御回路と同一の特性を持つ第2の制御回路で
前記基準電圧を構成したことにより高精度な半導体レー
ザ制御装置が実現できる。
(2) Effect corresponding to claim 2: A second control circuit having the same characteristics as a first control circuit that controls the current input point so that the reference voltage and the current input point are at the same potential. By configuring the reference voltage, a highly accurate semiconductor laser control device can be realized.

(3)請求項3に対応する効果:前記第1の制御回路と
前記第2の制御回路の構成を同一の特性を持つバイポー
ラトランジスタまたは電界効果トランジスタで構成しそ
れぞれ同一のバイアス電流を流すことにより、簡単な回
路構成で高精度な半導体レーザ制御装置が実現できる。
(3) Effect corresponding to claim 3: By configuring the first control circuit and the second control circuit using bipolar transistors or field effect transistors having the same characteristics and flowing the same bias current respectively. , a highly accurate semiconductor laser control device can be realized with a simple circuit configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は1本発明の半導体レーザ制御装置の一実施例を
説明するための回路図、第2@は1本発明の他の実施例
を説明するための回路図、第3図及び第4図は、本発明
の更に他の実施例を説明するための回路図である。 1.30・・・バイアス電圧源、2・・・差動増幅器、
3゜6.23・・・電流源、4,10,31,34・・
・バイポーラトランジスタ、7,18,19,20゜2
4.28.29・・・電界効果トランジスタ、5゜1.
1,14,32,35・・・抵抗、8・・・コンデンサ
、16.21,25・・・定電圧ダイオード、9・・・
半導体レーザダイオード、12・・・受光素子、13・
・可変抵抗、15・・・基準電圧、22・・・電流増幅
器、17.27.33・・・カレントミラー回路。 第 図 cc 第 図 cc 第 図 第 図 cc
Figure 1 is a circuit diagram for explaining one embodiment of the semiconductor laser control device of the present invention, Figure 2 is a circuit diagram for explaining another embodiment of the present invention, Figures 3 and 4 are The figure is a circuit diagram for explaining still another embodiment of the present invention. 1.30...Bias voltage source, 2...Differential amplifier,
3゜6.23...Current source, 4,10,31,34...
・Bipolar transistor, 7, 18, 19, 20°2
4.28.29...Field effect transistor, 5゜1.
1, 14, 32, 35... Resistor, 8... Capacitor, 16.21, 25... Constant voltage diode, 9...
Semiconductor laser diode, 12... Light receiving element, 13.
- Variable resistor, 15... Reference voltage, 22... Current amplifier, 17.27.33... Current mirror circuit. Figure cc Figure cc Figure cc Figure cc

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、被駆動半導体レーザの光出力を受光部により検知し
、該受光部から得られる受光信号電流に比例した電流と
発光レベル指令信号電流とを等しくするように制御をす
る半導体レーザ制御装置において、電界効果トランジス
タのドレインをバイポーラトランジスタのベースに入力
し、該バイポーラトランジスタのコレクタを前記半導体
レーザのカソードに入力し、前記バイポーラトランジス
タのエミッタをコンデンサを介して前記電界効果トラン
ジスタのゲートに接続することにより構成される電流増
幅部と、前記受光部からの受光信号電流を可変抵抗器を
用いて基準電圧と帰還のための電流入力点とに分流し、
前記基準電圧と前記電流入力点とが同電位となるような
制御信号を該電流入力点に印加する制御回路とから成る
ことを特徴とする半導体レーザ制御装置。 2、前記基準電圧と前記電流入力点における電圧とを同
電位とする制御を該電流入力点に対して行なう第1の制
御回路と同一の特性を持つ第2の制御回路により前記基
準電圧を構成したことを特徴とする請求項1記載の半導
体レーザ制御装置。 3、前記第1の制御回路と前記第2の制御回路の構成を
同一の特性を持つバイポーラトランジスタまたは電界効
果トランジスタで構成し、それぞれ同一のバイアス電流
を流すことを特徴とする請求項2記載の半導体レーザ制
御装置。
[Claims] 1. The optical output of the driven semiconductor laser is detected by a light receiving section, and control is performed so that the current proportional to the light reception signal current obtained from the light receiving section is made equal to the light emission level command signal current. In a semiconductor laser control device, the drain of a field effect transistor is input to the base of a bipolar transistor, the collector of the bipolar transistor is input to a cathode of the semiconductor laser, and the emitter of the bipolar transistor is connected to the base of the field effect transistor through a capacitor. a current amplification section configured by connecting to the gate; and a variable resistor to divide the light reception signal current from the light reception section into a reference voltage and a current input point for feedback;
A semiconductor laser control device comprising: a control circuit that applies a control signal to the current input point such that the reference voltage and the current input point have the same potential. 2. The reference voltage is configured by a second control circuit having the same characteristics as the first control circuit that performs control on the current input point so that the reference voltage and the voltage at the current input point are at the same potential. The semiconductor laser control device according to claim 1, characterized in that: 3. The first control circuit and the second control circuit are constructed of bipolar transistors or field effect transistors having the same characteristics, and the same bias current flows through each of the first control circuit and the second control circuit, respectively. Semiconductor laser control device.
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