JPH0412701Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、半導体レーザや発光ダイオードな
どの発光素子からの光出力を安定化した、安定化
光源装置に関する。

従来の技術 一般的に半導体レーザ光源装置には、直流光お
よび振幅変調光を出力できる機能が備えられてい
る。後者の振幅変調光は、フオトダイオードなど
の暗電流や外部光などの迷光の影響を除去できる
測定法である交流成分検出測定系用入力光として
有効である。

ところで、従来の安定化光源装置は、直流光の
み安定化する機能しか備えられていない。

考案が解決しようとする問題点 そのため、従来の安定化光源装置では、振幅変
調光による交流成分検出法に最も必要な振幅変調
時の交流成分の安定化が図れないという問題があ
る。

この考案は、振幅変調光の振幅（交流成分）を
安定化することができる安定化光源装置を提供す
ることを目的とする。

問題点を解決するための手段 この考案による安定化光源装置は、発光素子
と、該発光素子を駆動する駆動回路と、上記発光
素子からの光の一部を受光する受光素子と、該受
光素子の出力の交流分を増幅する交流増幅回路
と、該交流増幅回路から出力される交流信号より
振幅に対応する直流出力を得る絶対値回路と、こ
の振幅に対応する直流出力を基準信号と比較した
上で上記駆動回路に負帰還し、該駆動回路から発
光素子に与える駆動信号の直流バイアス分を、上
記発光素子の入出力特性カーブのしきい値付近で
変化させて負帰還制御する比較回路と、変調信号
を発生する変調信号発生回路と、該変調信号を、
上記の振幅に対応する直流出力に加算して駆動回
路に与える加算回路とからなる。

作 用 発光素子からの振幅変調光の一部を受光素子で
受け、その出力を交流増幅することにより、振幅
変調光の交流成分を取り出し、さらにこの交流成
分から絶対値回路により振幅に対応する直流出力
を得る。この直流出力は、比較回路において基準
信号と比較された上で、駆動回路から発光素子に
与える駆動信号の直流バイアス分として駆動回路
に負帰還される。その際、駆動信号の直流バイア
ス分が、発光素子の入出力特性カーブのしきい値
付近で変化させられる。そのため、発光素子から
の振幅変調光のうちの交流分（変調信号分）の振
幅が変化することになる。すなわち、振幅変調光
の振幅を直流バイアス分に負帰還させることによ
り、振幅変調光の振幅を変えてこれを一定にして
いる。これにより、変調信号自体の振幅を調整す
ることなく、振幅変調光の振幅を安定化できる。

実施例 第１図において、半導体レーザ（LD）１２が
駆動回路１１に接続されて駆動されるようになつ
ており、その光の一部がフオトダイオード（PD）
１３に受光してモニタされるようになつている。
このフオトダイオード１３の出力は受光回路１を
経て直流増幅回路２および交流増幅回路４に送ら
れる。直流増幅回路２の出力と、交流増幅回路４
の、絶対値回路３を経た出力とは、スイツチ５に
導かれて、いずれかが選択されるようになつてい
る。

ここではまず、スイツチ５はａ側に倒され、直
流増幅回路２の出力が選択されているものとす
る。このスイツチ５はもう１つのスイツチ１０と
連動しており、このスイツチ１０もａ側に倒され
ている。

このとき、直流増幅回路２の出力はスイツチ５
を経て比較回路６に送られ、基準信号発生回路７
からの基準信号と比較され、その差に応じた信号
がこの比較回路６から出力される。この比較回路
６の出力は加算回路８にて変調信号発生回路９か
らの変調信号と加算される筈であるが、今スイツ
チ１０がａ側に倒れているためこの変調信号の加
算は行なわれない。そこで、直流分のみが駆動回
路１１に与えられて、半導体レーザ１２からは直
流光が発生する。

したがつて、スイツチ５，１０をａ側に倒すこ
とによつて、直流光を発生させることを選択した
わけである。このように直流光が発生している場
合、フオトダイオード１３、受光回路１、直流増
幅回路２により、発生した直流光の大きさが検出
され、これが比較回路６で基準信号と比較され、
加算回路８を経て駆動回路１１に戻されるという
帰還回路により、発生した直流光の大きさが基準
信号に対応したものとなるようなフイードバツク
制御が行なわれて、直流光が安定化される。

スイツチ５，１０をｂ側に倒すと、加算回路８
にて変調信号発生回路９からの変調信号（交流信
号）が比較回路６からの直流分に加算されるの
で、半導体レーザ１２は振幅変調光を出力する。
このときの振幅変調光の一部はフオトダイオード
１３により検出されて、受光回路１を介して交流
増幅回路４に送られ、この交流増幅回路４によつ
て交流分のみが増幅されて出力される。この交流
分は絶対値回路３に送られる。ここで、絶対値回
路３の入力信号は、交流増幅回路４の出力である
から、直流分が完全にカツトされているものであ
るなら、第２図Ａのようなものとなる。そのた
め、絶対値回路３において、入力信号の負側が正
側に折り返されて、第２図Ｂのような、交流分の
振幅（の1/2）に対応した直流出力が得られる。
この直流出力はｂ側に倒されているスイツチ５を
通つて比較回路６に送られ、基準信号と比較さ
れ、基準信号より小さければ大きな直流出力信号
が、大きければ小さな直流出力信号が加算回路８
に向けて出力され、交流変調信号と加算されて駆
動回路１１に与えられる。したがつて、半導体レ
ーザ１２の駆動信号の直流バイアス分が交流振幅
に応じて変化することになる。ところで、半導体
レーザ１２の入力電流−光出力特性カーブは第３
図のイのようであるから、入力信号ロの直流バイ
アスが変化させられることによつて、光出力ハの
交流振幅が制御される。すなわち、この実施例で
は、半導体レーザ１２の入力電流−光出力特性カ
ーブがしきい値を有することを利用し、直流バイ
アスをこのしきい値付近で変化させることによ
り、振幅変調光の交流分の振幅を変化させてい
る。このように検出した振幅に応じた直流出力信
号を、しきい値付近の直流バイアスに負帰還する
ことにより、変調信号発生回路９からの変調信号
の振幅をなんら調整することなく、振幅変調光の
交流分（変調信号分）の振幅を安定化することが
できる。

このように、第１図の実施例の安定化光源装置
では、スイツチ５，１０の切換により安定化され
た直流光と振幅が安定化された振幅変調光とを得
ることができる。

なお、上記では発光素子として半導体レーザを
使う場合について述べたが、発光ダイオードを使
用することもでき、その場合も同じような入力電
流−光出力特性カーブを有している（ただし電流
方向にすこしずれている）ので、同様な直流バイ
アス制御による振幅制御を採用することができ
る。

また、変調信号発生回路９の代わりに装置外部
から変調信号を導入することも可能である。

考案の効果 この考案によれば、振幅変調光の振幅が安定化
されており、交流成分検出測定系用の安定した入
力光源として効果が大きい。しかも、振幅変調光
の振幅を安定化させるために、振幅変調光の振幅
を直流バイアス分に負帰還し、その直流バイアス
分を発光素子の入出力特性カーブのしきい値付近
で変化させているので、変調信号発生回路をなん
ら操作せず、変調信号自体の振幅は変えなくても
よいので、構成が簡単である。さらに、交流増幅
回路と絶対値回路とにより出力振幅変調光の交流
分の振幅に対応した直流を得ているため、その出
力光の直流バイアス分が変動したとしても、クラ
ンプ電圧などをそれに応じて変える必要などがな
く、容易に振幅変調光の振幅に対応した直流を得
ることができ、これにより振幅変調光の振幅を容
易に安定化できることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の模式図、第２図
Ａ，Ｂは絶対値回路の動作説明のためのタイムチ
ヤート、第３図は半導体レーザの入力電流−光出
力特性図である。 １……受光回路、２……直流増幅回路、３……
絶対値回路、４……交流増幅回路、５，１０……
スイツチ、６……比較回路、７……基準信号発生
回路、８……加算回路、９……変調信号発生回
路、１１……駆動回路、１２……半導体レーザ、
１３……フオトダイオード。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 発光素子と、該発光素子を駆動する駆動回路
   と、上記発光素子からの光の一部を受光する受光
   素子と、該受光素子の出力の交流分を増幅する交
   流増幅回路と、該交流増幅回路から出力される交
   流信号より振幅に対応する直流出力を得る絶対値
   回路と、この振幅に対応する直流出力を基準信号
   と比較した上で上記駆動回路に負帰還し、該駆動
   回路から発光素子に与える駆動信号の直流バイア
   ス分を、上記発光素子の入出力特性カーブのしき
   い値付近で変化させて負帰還制御する比較回路
   と、変調信号を発生する変調信号発生回路と、該
   変調信号を、上記の振幅に対応する直流出力に加
   算して駆動回路に与える加算回路とからなる安定
   化光源装置。