JPH05190987A - インコヒーレントレーザ源及びレーザ源 - Google Patents

インコヒーレントレーザ源及びレーザ源

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JPH05190987A
JPH05190987A JP4153902A JP15390292A JPH05190987A JP H05190987 A JPH05190987 A JP H05190987A JP 4153902 A JP4153902 A JP 4153902A JP 15390292 A JP15390292 A JP 15390292A JP H05190987 A JPH05190987 A JP H05190987A
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Jr George R Stilwell
レイモンド スティルウェル、ジュニア ジョージ
James W Sylivant
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2581Multimode transmission
    • HELECTRICITY
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    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50Transmitters
    • H04B10/501Structural aspects
    • H04B10/503Laser transmitters
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 単一モード及び多重モードファイバ通信ライ
ンを駆動するのに適切なレーザ光源を提供することであ
る。 【構成】 ドライバ回路はフォトダイオード(13)を含
み、多重モード作動では、レーザ光に応じてレーザ(14)
の出力振幅及び波長を迅速に変調させて、多重モードフ
ァイバを駆動するのに必要なインコヒーレント光を生成
する。単一モード作動では、フォトダイオード(13)は使
用不能になり、レーザ(14)は必要とするコヒーレント光
を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はローカルエリアネットワ
ークプロダクトを含むデジタル光通信システムに関し、
特に、単一モード又は多重モード光ファイバケーブルの
いずれかに経済的に且つ効果的に光ドライブを提供する
レーザドライバに関する。
【0002】
【従来の技術】ローカルエリアネットワーク等のデジタ
ル光通信システムは、単一モード又は多重モード光ファ
イバリンクのいずれかを伝送媒体として使用する。主と
して長距離伝送のため用いられる単一モードファイバ
は、ファイバの孔が非常に小さいことと十分な光を集束
する必要性のため、非常に小さいコアを有し、入力信号
のためにコヒーレント光(干渉性の光)を通常必要とす
る。これは、長距離で高いデータ伝送率がある所に特に
重要であり、光源からの広げられたスペクトルにおける
色分散の付加によってシステムに障害となる。コヒーレ
ント光はレーザの法線スペクトルであり、発光ダイオー
ド(LED)は単一モードファイバを介して高速、長距
離伝送に十分な光力を提供できなかった。
【0003】一般的に短距離伝送のため用いられる多重
モードファイバは、光の多数のモードが通過することが
可能な単一モードよりはるかに大きいコアを有する。モ
ードノイズの問題を回避するため、多重モードファイバ
は通常LEDによって生成されるインコヒーレント光を
必要とする。モードノイズは、ファイバケーブルの全長
にわたってコヒーレント光のパルス相互の干渉によって
生じる。レーザ光のコヒーレンシーは、レーザ空洞の屈
折率を変えることによって破壊されるが、またレーザの
法線スペクトルがぶれるように僅かに波長を変える。本
発明は、単一モードファイバに必要なコヒーレント光
か、多重モードファイバに必要なインコヒーレント光を
生成するための、レーザ及び最小の回路を用いる手段を
提供する。
【0004】多重モードファイバのためのインコヒーレ
ント光源としてレーザを使用する周知の従来技術は、本
発明に含まれない追加の構成要素を用いている。米国特
許第4、317、236号において、多重モードファイ
バのモードノイズを減少するため、別個のマイクロ波発
振器がレーザ光のコヒーレンシーを破壊するよう用いら
れる。発振器とレーザ電流ドライバとの間の接続は、電
磁干渉問題を導くことになる。更に、発振器はレーザの
タイミングに対応せず、最大データ伝送率を減速するよ
うなそれ自体のタイミングデバイスを有する。発振器の
使用は、そのようなレーザドライバに対するコストを増
す。
【0005】高周波の発振器及び振幅変調器の両方が、
米国特許第4、611、352号においてコーヒレント
な光を破壊するために用いられる。デバイスは、レーザ
及び多重モードファイバを用いる信号の長距離伝送を行
う。本発明と比較すると、それら構成要素の使用はコス
トと電磁干渉を増加すると共に、データ伝送速度を減少
する。
【0006】関連する先行技術である米国特許第4、6
03、421号の第3のデバイスは、モードノイズを除
去するために多重モードファイバにインコヒーレント複
合レーザ入力ビームを提供するマルチエミッタレーザで
ある。本発明と異なり、そのエミッタはファイバに結合
される特殊なアレイレーザをLEDに近接することが必
要であり、単一モードファイバを作動しない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】従来技術の欠点に鑑み、本発明の主な目的
は、同一の光源、即ち、非常に構成要素の少ない回路に
接続されるレーザ、を用いて単一モードファイバ及び多
重モードファイバの両方を駆動することである。そのよ
うなデバイスはより安価で、先行して開発されたレーザ
ドライバデバイスよりも高速で作動する。
【0009】
【課題を解決するための手段と作用】前述の目的と他の
目的は、バックファセット(裏面)に付着されるPIN
ダイオードを備える標準レーザ、そのレーザが駆動する
光ファイバケーブルのタイプと整合する作動のモードを
選択するオープンコレクタデバイス、入力データのため
のオープンコレクタデバイス、及び多重モードファイバ
が用いられるとき非常に高い周波数で発振することによ
ってレーザ光のコヒーレンシーを破壊する回路、を使用
することによって本発明において達成される。伝送媒体
が単一モードファイバのときは、回路が発振を抑制しコ
ヒーレント光が生成される。
【0010】
【実施例】本発明の実施例は図1に図解されている。デ
ータストリームが、本発明のドライバ回路部分1に付加
される。媒体選択ライン2が、用いられるファイバケー
ブル(単一モード又は多重モード)のタイプの回路と通
信する。回路は、取付けられたフィバケーブル4にコヒ
ーレント光又はインコヒーレント光(非干渉性の光)の
いずれか、即ち、コヒーレント光を単一モードファイバ
に、インコヒーレント光を多重モードファイバに、生成
するため標準レーザ3を駆動する。ファイバを介して伝
送される光信号は、一般的にレシーバ5で電気的な信号
に変換される。
【0011】図2はレーザドライバ回路の詳細を図解す
る。回路は、2つのオープンコレクタデバイス11及び
12を含む。オープンコレクタデバイス11は、回路が
単一モードファイバ又は多重モードファイバにてレーザ
を駆動するかどうかを決定する。媒体選択ラインからの
論理”1”信号は多重モードに、論理”0”信号は単一
モードに用いられる。オープンコレクタデバイス12が
データを受信する。回路はまた抵抗器R1乃至R8、ト
ランジスタQ1乃至Q4、キャパシタC1、PINフォ
トダイオード13、及び標準レーザ14も含む。
【0012】Q3及びQ4は差動トランジスタペアQ1
及びQ2のために反射された定電流源を形成する同一の
トランジスタである。
【0013】オープンコレクタデバイス11が論理”
0”信号を受信すると、回路は「単一モードファイバ」
のために作動する。フォトダイオード13のアノードが
接地されるのと同様に、デバイス11のオープンコレク
タに取付けられた抵抗器R3の端子が接地される。従っ
て、フォトダイオード電流は接地に分流される。わずか
に正の基準電圧は、抵抗器R2、R3、及びR7によっ
てトランジスタQ1のベースに設定される。もしオープ
ンコレクタデバイス12において受信されるデータが論
理”1”ならば、トランジスタQ1のベースにある基準
電圧よりも正である電圧は、抵抗器R5及びR6によっ
てトランジスタQ2のベースに設定される。結果とし
て、Q2はオンにされ、R4によるレーザ14の電流に
加えて、反射された電流源からの全ての電流がQ2を通
過するのを可能にする。レーザは、単一モードファイバ
において論理”1”状態を表すレベルのコヒーレント光
を生成する。
【0014】単一モードファイバの作動がまだ選択され
ておりオープンコレクタデバイス12で受信されるデー
タが論理”0”ならば、トランジスタQ2のベースは接
地され、Q2をオフにし、Q2がレーザへの電流の流れ
をブロックする。しかしながら、抵抗器R4はレーザへ
残留バイアス電流を提供し、レーザは論理”0”状態を
表す低レベルの光を生成する。残留バイアス電流がレー
ザの活動状態を維持して高速作動が可能になる。
【0015】オープンコレクタデバイス11が論理”
1”信号を受信すると、回路は「多重モード」で作動す
る。フォトダイオード13は接地されず、R3を介して
電流を注入する。もしオープンコレクタデバイス12に
受信されるデータが論理”1”ならば、トランジスタQ
2がオンになり、反射された定電流源からの電流はQ2
を介してレーザ14に流れる。レーザが光を発すると、
光のサンプルがフォトダイオード13によって検出され
る。その光はフォトダイオードが抵抗器R3及びQ1に
おける基準電圧を増加するトランジスタQ1のベースに
注入する電流を生成して、Q1がオンになる。電流はQ
2からQ1に分流され、電流がQ1を介して流れるにつ
れて、抵抗器R8を横切る電圧降下がQ1におけるコレ
クタ電圧を減少させる。キャパシタC1はこの電圧をQ
2のベースに結合し、Q2をオフにするのを助ける。C
1によって誘導された正のフィードバックはスイッチン
グをより速く生成する。Q2がオフのとき、反射された
定電流源からレーザへの電流の流れはブロックされ、レ
ーザは論理レベル”0”を表す光レベルにおいて作動す
る。結果として、フォトダイオード13が最小の光を検
出し、無視しうる電流をQ1のベースに注入する。Q1
のベースに蓄えられた電荷は抵抗器R7を介して除去さ
れ、Q1がオフにされ、Q2をオンに戻す。再度電流は
レーザへ流れることが可能になり、レーザが論理”1”
で作動する。このサイクルは、1/(レーザダイオード
に関する遅延/トランジスタループ)に等しい非常に高
い周波数で繰り返す。迅速なサイクリングはレーザ出力
のコヒーレンスを破壊し、従って多重モードファイバを
駆動するのに必要なインコヒーレント光を生成する。
【0016】もし回路が「多重モード」ファイバのため
に作動しオープンコレクタデバイス12で受信されるデ
ータが論理”0”ならば、回路は論理”0”が「単一モ
ード」作動の間に受信されるときと同じように作動す
る。トランジスタQ2はオフにされ、反射された定電流
源からレーザへの電流の流れをブロックする。抵抗器R
4からの残留バイアス電流のため、論理状態”0”を表
す最小の光出力を生成する。
【0017】
【発明の効果】記述されたように、本発明には、単一の
光源を用いて単一モード又は多重モードファイバのいず
れかを駆動するためコヒーレント光又はインコヒーレン
ト光のいずれかを選択的に生成することの利点がある。
本発明は非常に少ない構成要素から成り、高速データ伝
送をサポートする。これらの構成要素が固体ICに統合
されることに注意したい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の可能な実施例を図解するブロック図で
ある。
【図2】二重ファイバドライブシステムの詳細を図解す
る回路図である。
【符号の説明】
11、12 オープンコレクタデバイス 13 フォトダイオード 14 レーザ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェイムズ ウイリアム スィリヴァント アメリカ合衆国27502、ノースカロライナ 州アペックス、ボックス 66、ルート 5

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多重モードファイバ通信ラインを駆動す
    るのに適するインコヒーレントレーザ源であって、 レーザと、 前記レーザに近接して配置され、電流を生成するためレ
    ーザから発せられた光に応じるフォトダイオードと、 前記レーザをオンにするため所定の入力信号に応じる第
    1手段と、 前記フォトダイオードが電流を提供する限り前記レーザ
    をオフにするために、前記フォトダイオードからの電流
    に応じる第2手段とを備え、前記所定の入力信号がある
    限り前記レーザをオンとオフにバイアスするインコヒー
    レントレーザ源。
  2. 【請求項2】 多重モードファイバ通信ラインを駆動す
    るのに適するインコヒーレントレーザ源であって、 レーザと、 前記レーザに近接して配列され、電流を生成するためレ
    ーザから発せられた光に応じるフォトダイオードと、 定電流源と、 前記レーザに接続されるコレクタと前記電流源に接続さ
    れるエミッタとを有し、前記レーザをオンにするため所
    定の入力信号に応じる第1トランジスタ手段と、 バイアス電圧に接続されるコレクタ、前記電流源に接続
    されるエミッタ、及び前記フォトダイオードに接続され
    るベースを有し、前記フォトダイオードによって生成さ
    れる電流に応じて、前記電流が前記第1トランジスタ手
    段から電流を分流させる、前記トランジスタのベースに
    おける基準電圧を増加する第2トランジスタ手段とを備
    え、前記フォトダイオードが電流の生成を停止し前記第
    2トランジスタ手段がオフにバイアスするまで、前記第
    1トランジスタ及び前記レーザをオフにバイアスする、
    インコヒーレントレーザ源。
  3. 【請求項3】 単一モード及び多重モードファイバ通信
    ラインを選択的に駆動するのに適するレーザ源であっ
    て、 レーザと、 前記レーザに近接して配置され、電流を生成するためレ
    ーザから発せられた光に応じるフォトダイオードと、 前記フォトダイオードを単一モードの作動ではオフに、
    多重モードの作動ではオンに選択的にバイアスするため
    の第1手段と、 前記レーザをオンにするため所定の入力信号に応じる第
    2手段と、 前記フォトダイオードが電流を提供する限り前記レーザ
    をオフにするため、前記フォトダイオードからの電流に
    応じる第2手段とを備え、前記所定の入力信号がある限
    り前記レーザをオンとオフにバイアスするレーザ源。
  4. 【請求項4】 単一モード及び多重モードファイバ通信
    ラインを選択的に駆動するのに適するレーザ源であっ
    て、 レーザと、 前記レーザに近接して配置され、電流を生成するためレ
    ーザから発せられた光に応じるフォトダイオードと、 前記フォトダイオードを単一モードの作動ではオフに、
    多重モードの作動ではオンに選択的にバイアスするため
    の第1手段と、 定電流源と、 前記レーザに接続されるコレクタ、前記電流源に接続さ
    れるエミッタ、及びベースを有し、前記レーザをオンに
    するため所定の入力信号に応じる第1トランジスタ手段
    と、 バイアス電圧に接続されるコレクタ、前記電流源に接続
    されるエミッタ、及び前記フォトダイオードに接続され
    るベースを有し、前記レーザをオフにするためレーザか
    ら発せられる光を検出するとき前記フォトダイオードか
    らの電流に応じる第2トランジスタ手段と、 を含むレーザ源。
JP4153902A 1991-07-15 1992-06-12 インコヒーレントレーザ源及びレーザ源 Expired - Lifetime JPH0656912B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US729954 1985-05-02
US07/729,954 US5224111A (en) 1991-07-15 1991-07-15 Dual fiber drive system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05190987A true JPH05190987A (ja) 1993-07-30
JPH0656912B2 JPH0656912B2 (ja) 1994-07-27

Family

ID=24933290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4153902A Expired - Lifetime JPH0656912B2 (ja) 1991-07-15 1992-06-12 インコヒーレントレーザ源及びレーザ源

Country Status (4)

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US (1) US5224111A (ja)
EP (1) EP0524124B1 (ja)
JP (1) JPH0656912B2 (ja)
DE (1) DE69217517D1 (ja)

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