JPH05121805A - Laser drive apparatus - Google Patents

Laser drive apparatus

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Publication number
JPH05121805A
JPH05121805A JP3284584A JP28458491A JPH05121805A JP H05121805 A JPH05121805 A JP H05121805A JP 3284584 A JP3284584 A JP 3284584A JP 28458491 A JP28458491 A JP 28458491A JP H05121805 A JPH05121805 A JP H05121805A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
photodiode
temperature
laser drive
diffusion current
Prior art date
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Pending
Application number
JP3284584A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoto Inaba
直人 稲葉
Makoto Matsuzaki
誠 松崎
Hiroshi Meguro
洋 目黒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP3284584A priority Critical patent/JPH05121805A/en
Publication of JPH05121805A publication Critical patent/JPH05121805A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a laser drive apparatus wherein a power can be adequately controlled by compensating for the diffusion current effect and temperature characteristics of a photodiode. CONSTITUTION:A laser drive apparatus is constituted of a photodiode 2 for monitoring the emitting state of a laser 1; a diffusion current/temperature compensation circuit 5 for eliminating a rounding caused by a diffusion current effect of the photodiode and errors due to the temperature characteristics of the same by frequency and temperature compensation; and a laser drive control circuit 4 for drive-controlling a laser using an output signal from the diffusion current/temperature compensation circuit as a feedback signal.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はレーザ駆動装置に関し、
特にレーザの発光状態をモニタするフォトダイオードの
拡散電流の効果及び温度特性に対する補償に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser driving device,
In particular, the present invention relates to compensation for the effect of diffusion current and temperature characteristics of a photodiode that monitors the emission state of a laser.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は従来のレーザ駆動装置の構成を示
すブロック図である。レーザ1の発光パワーを制御する
に際しては、レーザ1の発光状態をフォトダイオード2
によりモニタし、そのフォトダイオード2の出力信号即
ち光電流を電流ー電圧変換回路3により電圧信号に変換
し、その電圧信号をレーザ駆動制御回路4にフィードバ
ックしている。そして、レーザ駆動制御回路4はそのフ
ィードバック信号を用いレーザ1が適正なパワーで発光
するように制御している。また、そのレーザ1をパルス
発光させる場合においても、パルス発光のピーク値及び
ボトム値をフォトダイオード2によりモニタし、そのピ
ーク値及びボトム値が適正な値となるように同様な制御
をしている。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a block diagram showing the structure of a conventional laser driving device. When controlling the light emission power of the laser 1, the light emission state of the laser 1 is controlled by the photodiode 2
The output signal of the photodiode 2, that is, the photocurrent is converted into a voltage signal by the current-voltage conversion circuit 3, and the voltage signal is fed back to the laser drive control circuit 4. The laser drive control circuit 4 uses the feedback signal to control the laser 1 so that the laser 1 emits light with an appropriate power. Even when the laser 1 is pulsed, the photodiode 2 monitors the peak value and the bottom value of the pulsed light emission, and the same control is performed so that the peak value and the bottom value become appropriate values. ..

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、レーザ1が
パルス発光している場合には、フォトダイオード2のの
出力信号が、フォトダイオードの特性上応答が遅くなる
拡散電流の影響により立ち上り時及び立ち下り時の波形
がなまる(図4(b)参照)。この波形のなまった信号
を電流−電圧変換回路3により電圧信号に変換したとし
てもこのなまりは同様に現われ、実際の発光波形とずれ
た電圧信号をレーザ駆動制御回路4にフィードバック信
号として入力したとしても、このなまりのためにパルス
発光を適性に制御することが難しいという問題点があっ
た。
By the way, when the laser 1 emits a pulsed light, the output signal of the photodiode 2 rises and rises due to the influence of the diffusion current which delays the response due to the characteristics of the photodiode. The waveform at the time of going down is rounded (see FIG. 4 (b)). Even if the current-voltage-converted signal is converted into a voltage signal by the current-voltage conversion circuit 3, this round-shape appears similarly, and it is assumed that a voltage signal deviated from the actual light emission waveform is input to the laser drive control circuit 4 as a feedback signal. However, there is a problem that it is difficult to properly control the pulse emission due to this rounding.

【0004】また、フォトダイオード2はその温度特性
により出力が温度により変化し、例えば温度が高くなる
と光電流が同一光量を入射したとしても、光電流が10
00〜2000ppm /℃の割合で増加する。従って、パ
ルス発光又は一定パワー発光で制御しようとした場合に
おいても、温度による誤差が発生してレーザの発光パワ
ーを適正に制御できないという問題点があった。
The output of the photodiode 2 changes depending on the temperature due to its temperature characteristics. For example, even if the photocurrent enters the same amount of light when the temperature rises, the photocurrent is 10
It increases at a rate of 00 to 2000 ppm / ° C. Therefore, even when trying to control by pulsed light emission or constant power light emission, there is a problem that an error due to temperature occurs and the light emission power of the laser cannot be properly controlled.

【0005】本発明は、上述の問題点を解決するために
なされたものであり、フォトダイオードの拡散電流の効
果及び温度特性を補償することにより適正なレーザのパ
ワー制御ができるようにしたレーザ駆動装置を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and a laser drive in which the power of a laser can be appropriately controlled by compensating for the effect of the diffusion current of the photodiode and the temperature characteristic. The purpose is to provide a device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の一つの態様によ
るレーザ駆動装置は、レーザの発光状態をモニタするフ
ォトダイオードと、フォトダイオードの出力信号の周波
数補償及び温度補償をする拡散電流・温度補正回路と、
補正回路の出力信号を帰還信号としてレーザを駆動制御
するレーザ駆動制御回路とを有する。本発明の他の態様
によるレーザ駆動装置において、拡散電流・温度補正回
路は、増幅器と、増幅器の反転入力端子と出力端子との
間に接続された第1の抵抗と、増幅器と直列に接続され
た第2の抵抗及び第3の抵抗と、第2の抵抗又は第3の
抵抗に並列に接続されたコンデンサとを有する。そし
て、フォトダイオードの温度特性と第2の抵抗及び第3
の抵抗の温度特性とを一致させている。
According to one aspect of the present invention, there is provided a laser driving device, which includes a photodiode for monitoring a light emitting state of a laser, and a diffusion current / temperature correction for frequency compensation and temperature compensation of an output signal of the photodiode. Circuit,
And a laser drive control circuit for driving and controlling the laser by using the output signal of the correction circuit as a feedback signal. In a laser drive device according to another aspect of the present invention, a diffusion current / temperature correction circuit is connected in series with an amplifier, a first resistor connected between an inverting input terminal and an output terminal of the amplifier, and the amplifier. And a second resistor and a third resistor, and a capacitor connected in parallel with the second resistor or the third resistor. The temperature characteristic of the photodiode, the second resistance and the third resistance
The temperature characteristics of the resistance are matched.

【0007】[0007]

【作用】本発明の一つの態様において、フォトダイオー
ドはレーザの発光状態をモニタするが、フォトダイオー
ドの出力はその拡散電流の効果によりレーザの発光パワ
ーに対してなまったものになり、またその温度特性によ
り温度の影響をうける。しかし、補正回路はフォトダイ
オードの出力信号のそれらの誤差を周波数補償及び温度
補償により除去してレーザ駆動制御回路に出力する。従
って、帰還信号はレーザの発光パワーに対応した信号波
形となり、レーザ駆動制御回路はレーザの発光パワーを
適切に制御することができる。また、本発明の他の態様
において、補正回路は、高い周波数成分の電圧ゲインを
直流のそれより大にして周波数補償をすることにより拡
散電流の効果によるなまりを除去している。更に、フォ
トダイオードの温度特性と第2の抵抗及び第3の抵抗の
温度特性とを一致させたことにより、フォトダイオード
の温度特性と直流の電圧ゲインの温度特性とが逆極性で
一致し、温度による影響が除去される。
In one embodiment of the present invention, the photodiode monitors the light emitting state of the laser, but the output of the photodiode becomes blunt with respect to the light emitting power of the laser due to the effect of its diffusion current, and its temperature Influenced by temperature due to characteristics. However, the correction circuit removes those errors of the output signal of the photodiode by frequency compensation and temperature compensation, and outputs them to the laser drive control circuit. Therefore, the feedback signal has a signal waveform corresponding to the laser emission power, and the laser drive control circuit can appropriately control the laser emission power. Further, in another aspect of the present invention, the correction circuit removes the dullness due to the effect of the diffusion current by making the voltage gain of the high frequency component larger than that of the direct current to perform frequency compensation. Furthermore, by matching the temperature characteristics of the photodiode with the temperature characteristics of the second resistor and the third resistor, the temperature characteristics of the photodiode and the temperature characteristics of the DC voltage gain have opposite polarities, and The effect of is removed.

【0008】[0008]

【実施例】図1は本発明の一実施例のレーザ駆動装置の
構成を示すブロック図である。本実施例においては図5
の従来のレーザ駆動装置の電流ー電圧変換回路3とレー
ザ駆動制御回路4との間に拡散電流・温特補正回路(以
下補正回路という)5を付加し、この補正回路5により
フォトダイオード2の拡散電流の効果及び温度特性を補
償している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram showing the structure of a laser drive device according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, FIG.
In the conventional laser drive device, a diffusion current / temperature characteristic correction circuit (hereinafter referred to as a correction circuit) 5 is added between the current-voltage conversion circuit 3 and the laser drive control circuit 4, and the correction circuit 5 causes the photodiode 2 The effect of diffusion current and temperature characteristics are compensated.

【0009】図2は補正回路5の一実施例を示す回路図
である。この補正回路5はOPアンプ6、抵抗R1〜R
3及びコンデンサ容量C1 から構成されており、電流ー
変換変換回路3で変換された電圧信号が入力すると、次
式に表される電圧ゲインで増幅されて出力される。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the correction circuit 5. This correction circuit 5 includes an OP amplifier 6 and resistors R1 to R
When the voltage signal converted by the current-conversion converter circuit 3 is input, it is amplified by the voltage gain represented by the following equation and output.

【0010】[0010]

【数1】 [Equation 1]

【0011】この電圧ゲインは周波数特性を有してお
り、周波数が無限大であればその時の電圧ゲインはR1
/R2となり、直流の場合にはR1/(R1+R2)と
なる。この補正回路5の入力信号の周波数は無限大より
小さく、この特性を用いることによりフォトダイオード
2の拡散電流による効果を補償することができる。つま
り、並列接続された抵抗R3及びコンデンサC3により
フォトダイオード2の拡散電流の効果による周波数特性
を補正している。この抵抗R3及びコンデンサC3の値
はフォトダイオード2の周波数特性を評価することで適
当に選別すれば決定できる。
This voltage gain has a frequency characteristic, and if the frequency is infinite, the voltage gain at that time is R1.
/ R2, and in the case of direct current, it becomes R1 / (R1 + R2). The frequency of the input signal of the correction circuit 5 is smaller than infinity, and the effect of the diffusion current of the photodiode 2 can be compensated by using this characteristic. That is, the frequency characteristic due to the effect of the diffusion current of the photodiode 2 is corrected by the resistor R3 and the capacitor C3 connected in parallel. The values of the resistor R3 and the capacitor C3 can be determined by appropriately selecting by evaluating the frequency characteristic of the photodiode 2.

【0012】図3はフォトダイオード2の光電流の温度
特性図である。フォトダイオード2は図3に示されるよ
うに温度特性をもっているが、直流の場合の電圧ゲイン
式(=R1/(R1+R2))にフォトダイオード2の
温度特性と逆の温度特性をもたせることにより、その温
度補償をすることができる。従って、この場合には抵抗
R2,R3にフォトダイオード2と同一の温度特性のも
のを用いることにより実現できる。なお、この温度補償
のための抵抗変動量は1000〜2000ppm/℃であ
り、上述の周波数特性の劣化を補償する際の変動量に対
して抵抗R2,R3の抵抗値の変動は微々たるものであ
り、周波数特性の補償を妨げるものとはならない。
FIG. 3 is a temperature characteristic diagram of the photocurrent of the photodiode 2. The photodiode 2 has a temperature characteristic as shown in FIG. 3, but by making the voltage gain formula (= R1 / (R1 + R2)) in the case of direct current have a temperature characteristic opposite to that of the photodiode 2, Temperature compensation is possible. Therefore, in this case, the resistors R2 and R3 having the same temperature characteristics as the photodiode 2 can be used. The resistance fluctuation amount for this temperature compensation is 1000 to 2000 ppm / ° C., and the fluctuation of the resistance values of the resistors R2 and R3 is insignificant with respect to the fluctuation amount when compensating for the deterioration of the frequency characteristics described above. Yes, it does not hinder the compensation of frequency characteristics.

【0013】図4は図1のレーザ駆動装置の動作を示す
タイミングチャートである。レーザ駆動制御回路4から
レーザ1に対して駆動電流が供給されると、その駆動電
流に対応した発光パワーで図4の(a)に示すようにパ
ルス発光する。フォトダイオード2はそれを受光する
が、図4の(b)に示すように、フォトダイオード2の
拡散電流による効果よりその出力は立ち上がり及び立ち
下がりがそれぞれなまる。フォトダイオード2の受光電
流は電流ー電圧変換回路3により電圧信号に変換され、
その信号を補正回路5に入力する。補正回路5は入力信
号について周波数補償及び温度補償を施してなまりを除
去し、図4の(c)に示されるようなレーザ1の発光パ
ワーに対応した信号波形のフィードバック信号をレーザ
駆動制御回路4に出力する。そして、レーザ駆動制御回
路4はその信号を用いてレーザ1をその発光パワーが適
正な大きさになるように制御している。従って、フォト
ダイオード2の周波数特性及び温度特性が補償された制
御ができ、レーザ1の発光パワーを適切に制御すること
ができる。
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the laser driving device shown in FIG. When a drive current is supplied to the laser 1 from the laser drive control circuit 4, pulse emission is performed as shown in FIG. 4A with emission power corresponding to the drive current. The photodiode 2 receives it, but as shown in FIG. 4B, its output rises and falls, respectively, due to the effect of the diffusion current of the photodiode 2. The received light current of the photodiode 2 is converted into a voltage signal by the current-voltage conversion circuit 3,
The signal is input to the correction circuit 5. The correction circuit 5 performs frequency compensation and temperature compensation on the input signal to remove dullness, and a feedback signal having a signal waveform corresponding to the emission power of the laser 1 as shown in FIG. Output to. Then, the laser drive control circuit 4 uses the signal to control the laser 1 so that its emission power becomes an appropriate magnitude. Therefore, the frequency characteristic and the temperature characteristic of the photodiode 2 can be controlled to be compensated, and the emission power of the laser 1 can be appropriately controlled.

【0014】[0014]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、フォトダ
イオードの拡散電流の効果によるなまり及び温度特性に
よる誤差を除去した帰還信号を得てレーザを制御するよ
うにしたので、レーザの発光パワーを適正に制御するこ
とが可能となり安定したレーザ発光を得ることができ
る。
As described above, according to the present invention, the laser is controlled by obtaining the feedback signal in which the distortion due to the effect of the diffusion current of the photodiode and the error due to the temperature characteristic are removed. Can be controlled appropriately, and stable laser emission can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例のレーザ駆動装置の構成を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a laser driving device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の補正回路の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of the correction circuit shown in FIG.

【図3】フォトダイオードの光電流の温度特性を示す特
性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a temperature characteristic of photocurrent of a photodiode.

【図4】図1のレーザ駆動装置の動作を示すタイミング
チャートである。
FIG. 4 is a timing chart showing an operation of the laser driving device of FIG.

【図5】従来のレーザ駆動装置の構成を示すブロック図
である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a conventional laser driving device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ 2 フォトダイオード 3 電流ー電圧変換回路 4 レーザ駆動制御回路 5 補正回路 1 laser 2 photodiode 3 current-voltage conversion circuit 4 laser drive control circuit 5 correction circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザの発光状態をモニタするフォトダ
イオードと、該フォトダイオードの出力信号の周波数補
償及び温度補償をする補正回路と、該補正回路の出力信
号を帰還信号として入力しレーザを駆動制御するレーザ
駆動制御回路とを有することを特徴とするレーザ駆動装
置。
1. A photodiode for monitoring a light emission state of a laser, a correction circuit for performing frequency compensation and temperature compensation of an output signal of the photodiode, and an output signal of the correction circuit as a feedback signal to drive and control a laser. And a laser drive control circuit for controlling the laser drive.
【請求項2】 前記補正回路は、増幅器と、該増幅器の
反転入力端子と出力端子との間に接続された第1の抵抗
と、該増幅器に直列に接続された第2の抵抗及び第3の
抵抗と、前記第2の抵抗又は第3の抵抗に並列に接続さ
れたコンデンサとからなり、前記フォトダイオードの温
度特性と前記第2の抵抗及び第3の抵抗の温度特性とを
一致させたことを特徴とする請求項1記載のレーザ駆動
装置。
2. The correction circuit comprises an amplifier, a first resistor connected between an inverting input terminal and an output terminal of the amplifier, a second resistor and a third resistor connected in series to the amplifier. And a capacitor connected in parallel with the second resistance or the third resistance, and the temperature characteristics of the photodiode are matched with the temperature characteristics of the second resistance and the third resistance. The laser drive device according to claim 1, wherein
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012019354A (en) * 2010-07-07 2012-01-26 Opnext Japan Inc Optical receiver
US8995486B2 (en) 2009-09-15 2015-03-31 Ricoh Company, Ltd. Semiconductor laser control device and image forming device

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US8995486B2 (en) 2009-09-15 2015-03-31 Ricoh Company, Ltd. Semiconductor laser control device and image forming device
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