JPH05206547A - 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Info
- Publication number
- JPH05206547A JPH05206547A JP1204792A JP1204792A JPH05206547A JP H05206547 A JPH05206547 A JP H05206547A JP 1204792 A JP1204792 A JP 1204792A JP 1204792 A JP1204792 A JP 1204792A JP H05206547 A JPH05206547 A JP H05206547A
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- Japan
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- current
- circuit
- laser diode
- amplifier circuit
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザダイオード３の微分量子効率が変動し
ても、光出力ピーク値、及び消光比、パルス幅が変動し
ない光送信装置を得る。 【構成】 レーザダイオード３は一般に温度が変動する
と微分量子効率も変動するため、フォトダイオード４の
モニタ電流を利用して、そのピーク値と平均値を引き算
した出力と基準電圧との誤差電圧を変調電流制御部へ負
帰還する事により光・電気負帰還回路を構成するもので
ある。この発明により光出力ピーク値および消光比が一
定となるように自動的に制御される。上記回路は、ＡＰ
Ｃ（自動光出力レベル制御）回路に従属して動作する。
ても、光出力ピーク値、及び消光比、パルス幅が変動し
ない光送信装置を得る。 【構成】 レーザダイオード３は一般に温度が変動する
と微分量子効率も変動するため、フォトダイオード４の
モニタ電流を利用して、そのピーク値と平均値を引き算
した出力と基準電圧との誤差電圧を変調電流制御部へ負
帰還する事により光・電気負帰還回路を構成するもので
ある。この発明により光出力ピーク値および消光比が一
定となるように自動的に制御される。上記回路は、ＡＰ
Ｃ（自動光出力レベル制御）回路に従属して動作する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光出力及び消光比を
一定に保つ機能を有する光送信装置に関するものであ
る。
一定に保つ機能を有する光送信装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図４は、例えば昭和５４年度電子通信学
会総合全国大会９８４”半導体レーザの光出力安定化回
路”大島他に示された従来のレーザダイオード駆動装置
の構成図である。図４において、１は信号入力端子、２
はこの信号入力端子１から供給された信号を増幅し、電
圧信号から電流信号に変換し、レーザダイオードに供給
するレーザ駆動回路、３は電流信号を光信号に変換する
レーザダイオード、４はこのレーザダイオード３の光信
号を受けて電流信号に変換するフォトダイオード、５は
このフォトダイオード４の電流信号を平滑化するコンデ
ンサ、６は上記フォトダイオード４の電流を比較するた
めの第１の電流源、７はこの第１の電流源６と上記フォ
トダイオード４の平滑化電流の差を増幅する電流増幅回
路である。
会総合全国大会９８４”半導体レーザの光出力安定化回
路”大島他に示された従来のレーザダイオード駆動装置
の構成図である。図４において、１は信号入力端子、２
はこの信号入力端子１から供給された信号を増幅し、電
圧信号から電流信号に変換し、レーザダイオードに供給
するレーザ駆動回路、３は電流信号を光信号に変換する
レーザダイオード、４はこのレーザダイオード３の光信
号を受けて電流信号に変換するフォトダイオード、５は
このフォトダイオード４の電流信号を平滑化するコンデ
ンサ、６は上記フォトダイオード４の電流を比較するた
めの第１の電流源、７はこの第１の電流源６と上記フォ
トダイオード４の平滑化電流の差を増幅する電流増幅回
路である。
【０００３】次に動作について説明する。レーザダイオ
ード３の駆動電流と光出力レベルの関係は、図３に示す
ように各温度でそれぞれ異なるレーザ発振の閾値を有し
ており、この閾値電流を越えて信号電流を駆動した分が
光出力として出力される。信号入力端子１に供給された
ディジタル信号は、レーザ駆動回路２によって増幅され
電流信号に変換され、レーザダイオード３を駆動する。
レーザダイオード３の光出力は、光ファイバに結合して
伝送されると同時に、フォトダイオード４で受光され、
電流信号に変換される。この電流信号は、フォトダイオ
ードと並列に接続されたコンデンサ５で平滑化される。
この平滑化された電流と第１の電流源６の電流値の差分
が電流増幅回路７によって増幅され、レーザダイオード
３にバイアス電流を供給する。温度変動等の要因でレー
ザダイオード３の光出力レベルが低下した場合には、コ
ンデンサ５で平滑化されたフォトダイオード４の電流値
が下がり、電流増幅回路７の入力電流が増加するため、
レーザダイオード３のバイアス電流が増加して光出力レ
ベルを上げようとするフィードバック制御が動作する。
このような回路は、光−電気負帰還回路、又はＡＰＣ
（自動光出力レベル制御）回路と呼ばれている。
ード３の駆動電流と光出力レベルの関係は、図３に示す
ように各温度でそれぞれ異なるレーザ発振の閾値を有し
ており、この閾値電流を越えて信号電流を駆動した分が
光出力として出力される。信号入力端子１に供給された
ディジタル信号は、レーザ駆動回路２によって増幅され
電流信号に変換され、レーザダイオード３を駆動する。
レーザダイオード３の光出力は、光ファイバに結合して
伝送されると同時に、フォトダイオード４で受光され、
電流信号に変換される。この電流信号は、フォトダイオ
ードと並列に接続されたコンデンサ５で平滑化される。
この平滑化された電流と第１の電流源６の電流値の差分
が電流増幅回路７によって増幅され、レーザダイオード
３にバイアス電流を供給する。温度変動等の要因でレー
ザダイオード３の光出力レベルが低下した場合には、コ
ンデンサ５で平滑化されたフォトダイオード４の電流値
が下がり、電流増幅回路７の入力電流が増加するため、
レーザダイオード３のバイアス電流が増加して光出力レ
ベルを上げようとするフィードバック制御が動作する。
このような回路は、光−電気負帰還回路、又はＡＰＣ
（自動光出力レベル制御）回路と呼ばれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザダイオー
ド駆動装置は以上のように構成されているので、高温時
の微分量子効率が低下しているレーザダイオードを使用
する場合にも、光出力レベルが一定になるように光−電
気負帰還回路が動作するため、消光比が劣化するという
課題があった。
ド駆動装置は以上のように構成されているので、高温時
の微分量子効率が低下しているレーザダイオードを使用
する場合にも、光出力レベルが一定になるように光−電
気負帰還回路が動作するため、消光比が劣化するという
課題があった。
【０００５】この発明は、上記のような課題を解消する
ためになされたもので、微分量子効率が高温時で低下す
るレーザダイオードを用いた場合でも、広い温度範囲に
わたって光出力レベルおよび消光比を一定に保つ装置を
得ることを目的とする。
ためになされたもので、微分量子効率が高温時で低下す
るレーザダイオードを用いた場合でも、広い温度範囲に
わたって光出力レベルおよび消光比を一定に保つ装置を
得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係るレーザダ
イオード駆動装置は、フォトダイオードの出力に電流帰
還増幅回路を接続し、この出力にこの増幅回路を接続
し、第１の増幅回路の出力信号で、電流増幅回路の入力
に接続された第２の電流源を制御するとともに、第２の
増幅回路の出力に正または負のピーク値検出回路を接続
し、この出力信号と、第１の増幅回路の出力信号とを減
算回路に接続し、この減算回路の出力と基準電圧供給端
子とを入力とする誤差増幅回路の出力をレーザ駆動回路
に接続し、レーザ駆動電流を制御したものである。
イオード駆動装置は、フォトダイオードの出力に電流帰
還増幅回路を接続し、この出力にこの増幅回路を接続
し、第１の増幅回路の出力信号で、電流増幅回路の入力
に接続された第２の電流源を制御するとともに、第２の
増幅回路の出力に正または負のピーク値検出回路を接続
し、この出力信号と、第１の増幅回路の出力信号とを減
算回路に接続し、この減算回路の出力と基準電圧供給端
子とを入力とする誤差増幅回路の出力をレーザ駆動回路
に接続し、レーザ駆動電流を制御したものである。
【０００７】
【作用】この発明におけるレーザ駆動装置は、フォトダ
イオードにより検知した信号を電流帰還増幅回路で電圧
信号に変換し、第２の電流源を制御することによって、
レーザダイオードに供給するバイアス電流を制御すると
ともに、電圧信号のピーク値を検出し、これと基準電圧
を比較することによってレーザ駆動回路を制御し、レー
ザダイオードに供給する変調電流を一定に保つように作
用する。
イオードにより検知した信号を電流帰還増幅回路で電圧
信号に変換し、第２の電流源を制御することによって、
レーザダイオードに供給するバイアス電流を制御すると
ともに、電圧信号のピーク値を検出し、これと基準電圧
を比較することによってレーザ駆動回路を制御し、レー
ザダイオードに供給する変調電流を一定に保つように作
用する。
【０００８】
【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。図１および図２において、１〜７は、
上記従来装置と全く同一のものである。８は電流帰還増
幅回路で、フォトダイオード４のアノードに接続されて
いる。９はこの電流帰還増幅回路８の出力に接続された
第１の増幅回路、１０はこの第１の増幅回路９の出力に
接続され、その電流量が制御される第２の電流源、１１
は前記電流増幅回路８に接続された第２の増幅回路、図
１における１２は第２の増幅回路１１の出力に接続され
た正のピーク値検出回路、図２における１３は第２の増
幅回路１１の出力に接続された負のピーク値検出回路、
１４は図１においては正のピーク値検出回路、図２にお
いては負のピーク値検出回路と、第１の増幅回路９の出
力との差電圧を出力する減算回路、１５は基準電圧供給
端子、１６はこの基準電圧供給端子１５と前記減算回路
１４の出力をその入力に接続し、出力をレーザ駆動回路
２に供給した誤差増幅回路である。
ついて説明する。図１および図２において、１〜７は、
上記従来装置と全く同一のものである。８は電流帰還増
幅回路で、フォトダイオード４のアノードに接続されて
いる。９はこの電流帰還増幅回路８の出力に接続された
第１の増幅回路、１０はこの第１の増幅回路９の出力に
接続され、その電流量が制御される第２の電流源、１１
は前記電流増幅回路８に接続された第２の増幅回路、図
１における１２は第２の増幅回路１１の出力に接続され
た正のピーク値検出回路、図２における１３は第２の増
幅回路１１の出力に接続された負のピーク値検出回路、
１４は図１においては正のピーク値検出回路、図２にお
いては負のピーク値検出回路と、第１の増幅回路９の出
力との差電圧を出力する減算回路、１５は基準電圧供給
端子、１６はこの基準電圧供給端子１５と前記減算回路
１４の出力をその入力に接続し、出力をレーザ駆動回路
２に供給した誤差増幅回路である。
【０００９】上記のように構成されたレーザダイオード
駆動装置の動作について説明する。まず、レーザダイオ
ードに流すバイアス電流をＩB （ｍＡ）、変調電流をＩ
P-P（ｍＡ）、光出力電力の変調成分をＰO-P （ｍＷ）
と定義する。レーザダイオードの電流対光出力レベルの
関係は、図４に示すように駆動電流がその温度における
閾値を越えるとレーザ発振が発生し、光が出力される。
そこで、ＩB をこの閾値より少し低い値にセットし、こ
れに変調電流を重畳すれば所望の光出力が得られる。こ
の閾値電流は、低温時に小さく、高温時に大きくなると
いう傾向にあるため、光−電気負帰還回路により光出力
の平均値レベルが一定になるようにバイアス電流ＩB
（ｍＡ）が制御される。レーザダイオードにより、電流
信号を光信号に変換する効率（微分量子効率）は一般的
に高温時に劣化する傾向があり、図４に示すように変調
電流ＩP-P が一定のままで、バイアス電流ＩB を制御す
ると、高温時の光信号振幅が低下するとともに、ディジ
タル信号のＬｏｗレベルが持ち上がり、消光比が劣化す
る。そこで、バイアス電流ＩB を制御するのと同時に変
調電流ＩP-P も制御しようとしたのがこの発明の構成で
ある。フォトダイオード４でモニタした電流信号を、電
流帰還増幅回路８で電圧信号に変換し、これをコンデン
サ５で平滑化し、この電圧値に応じて第２の電流源１０
を制御する。第１の電流源６と第２の電流源１０の差の
電流が電流増幅回路７により増幅された電流がバイアス
電流としてレーザダイオード３に供給される。これは、
従来の回路例と同様に光−電気負帰還回路の機能によ
り、光出力レベルの平均値が温度変動に対しても一定の
値を呈するようにバイアス電流が制御される。一方、レ
ーザダイオード３の変調電流ＩP-P は、高温時のレーザ
ダイオード３の微分量子効率の低下に対しても一定の光
出力信号振幅レベルを得るために、負帰還ループを構成
している。電気帰還増幅回路８の出力に第２の増幅回路
１１を接続し、電圧信号振幅を増幅した後で、正のピー
ク値検出回路１２、負のピーク値検出回路１３により、
信号振幅のピーク値を捉え、減算回路１４によりその振
幅値を差電圧として求める。この電圧値と基準電圧供給
端子１５に供給する参照電圧を誤差増幅回路１６により
比較し、この出力電圧によりレーザ駆動回路２の増幅度
を制御することによって、常に一定の光出力信号振幅レ
ベルＰO-P を得、高温時の消光比劣化が改善される。
駆動装置の動作について説明する。まず、レーザダイオ
ードに流すバイアス電流をＩB （ｍＡ）、変調電流をＩ
P-P（ｍＡ）、光出力電力の変調成分をＰO-P （ｍＷ）
と定義する。レーザダイオードの電流対光出力レベルの
関係は、図４に示すように駆動電流がその温度における
閾値を越えるとレーザ発振が発生し、光が出力される。
そこで、ＩB をこの閾値より少し低い値にセットし、こ
れに変調電流を重畳すれば所望の光出力が得られる。こ
の閾値電流は、低温時に小さく、高温時に大きくなると
いう傾向にあるため、光−電気負帰還回路により光出力
の平均値レベルが一定になるようにバイアス電流ＩB
（ｍＡ）が制御される。レーザダイオードにより、電流
信号を光信号に変換する効率（微分量子効率）は一般的
に高温時に劣化する傾向があり、図４に示すように変調
電流ＩP-P が一定のままで、バイアス電流ＩB を制御す
ると、高温時の光信号振幅が低下するとともに、ディジ
タル信号のＬｏｗレベルが持ち上がり、消光比が劣化す
る。そこで、バイアス電流ＩB を制御するのと同時に変
調電流ＩP-P も制御しようとしたのがこの発明の構成で
ある。フォトダイオード４でモニタした電流信号を、電
流帰還増幅回路８で電圧信号に変換し、これをコンデン
サ５で平滑化し、この電圧値に応じて第２の電流源１０
を制御する。第１の電流源６と第２の電流源１０の差の
電流が電流増幅回路７により増幅された電流がバイアス
電流としてレーザダイオード３に供給される。これは、
従来の回路例と同様に光−電気負帰還回路の機能によ
り、光出力レベルの平均値が温度変動に対しても一定の
値を呈するようにバイアス電流が制御される。一方、レ
ーザダイオード３の変調電流ＩP-P は、高温時のレーザ
ダイオード３の微分量子効率の低下に対しても一定の光
出力信号振幅レベルを得るために、負帰還ループを構成
している。電気帰還増幅回路８の出力に第２の増幅回路
１１を接続し、電圧信号振幅を増幅した後で、正のピー
ク値検出回路１２、負のピーク値検出回路１３により、
信号振幅のピーク値を捉え、減算回路１４によりその振
幅値を差電圧として求める。この電圧値と基準電圧供給
端子１５に供給する参照電圧を誤差増幅回路１６により
比較し、この出力電圧によりレーザ駆動回路２の増幅度
を制御することによって、常に一定の光出力信号振幅レ
ベルＰO-P を得、高温時の消光比劣化が改善される。
【００１０】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、フォ
トダイオードのアノードに接続した電流帰還増幅回路の
出力を２つに分けて、一方を光−電気負帰還回路にする
バイアス電流制御系に供給し、もう一方の出力を、ピー
ク値検出回路と誤差増幅回路を用いて、レーザダイオー
ドの光出力振幅が一定に保たれるようにレーザ駆動回路
に供給するように構成したので、レーザダイオードを微
分量子効率の温度変動特性について選別する必要もな
く、広い温度範囲にわたって良好な消光比を保ったまま
レーザダイオードを安定して駆動できる効果がある。
トダイオードのアノードに接続した電流帰還増幅回路の
出力を２つに分けて、一方を光−電気負帰還回路にする
バイアス電流制御系に供給し、もう一方の出力を、ピー
ク値検出回路と誤差増幅回路を用いて、レーザダイオー
ドの光出力振幅が一定に保たれるようにレーザ駆動回路
に供給するように構成したので、レーザダイオードを微
分量子効率の温度変動特性について選別する必要もな
く、広い温度範囲にわたって良好な消光比を保ったまま
レーザダイオードを安定して駆動できる効果がある。
【図１】この発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】この発明の一実施例を示す構成図である。
【図３】レーザダイオードの電流と光出力との関係を示
す説明図である。
す説明図である。
【図４】従来のレーザダイオード駆動装置の構成図であ
る。
る。
２ レーザ駆動回路 ３ レーザダイオード ４ フォトダイオード ５ コンデンサ ６ 第１の電流源 ７ 電流増幅回路 ８ 電流帰還増幅回路 ９ 第１の増幅回路 １０ 第２の電流源 １１ 第２の増幅回路 １２ 正のピーク値検出回路 １３ 負のピーク値検出回路 １４ 減算回路 １５ 基準電圧供給端子 １６ 誤差増幅回路
Claims (2)
- 【請求項１】 電気信号を光信号に変換するレーザダイ
オードと、このレーザダイオードに電気信号を供給する
レーザ駆動回路と、上記レーザダイオードの光出力レベ
ルをモニタするフォトダイオードと、このフォトダイオ
ードから出力される電流信号を電圧信号に変換する電流
帰還増幅回路と、この電流帰還増幅回路の出力を増幅す
る第１の増幅回路と、この第１の増幅回路の出力信号を
平滑化するコンデンサと、このコンデンサの片端と上記
の電流帰還増幅回路の出力とを接続した第２の電流源
と、この第２の電流源の片端とグランドとの間に接続
し、上記第２の電流源に電流を流し込む第１の電流源
と、この第１の電流源の電流と上記第２の電流源との電
流の差を入力とし、出力を上記レーザダイオードのカソ
ードに接続した電流増幅回路で構成されたレーザダイオ
ード駆動装置において、上記電流帰還増幅回路の出力に
第２の増幅回路を接続し、この第２の増幅回路の出力
に、正のピーク値検出回路を接続し、この正のピーク値
検出回路の出力と、上記第１の増幅回路の出力とを入力
とし減算を行なう減算回路と、この減算回路の出力と、
基準電圧供給端子とを入力とする誤差増幅回路と、この
誤差増幅回路の出力を前記レーザダイオード駆動回路に
接続したことを特徴とするレーザダイオード駆動装置。 - 【請求項２】 電気信号を光信号に変換するレーザダイ
オードと、このレーザダイオードに電気信号を供給する
レーザ駆動回路と、上記レーザダイオードの光出力レベ
ルをモニタするフォトダイオードと、このフォトダイオ
ードから出力される電流信号を電圧信号に変換する電流
帰還増幅回路と、この電流帰還増幅回路の出力を増幅す
る第１の増幅回路と、この第１の増幅回路の出力信号を
平滑化するコンデンサと、このコンデンサの片端と上記
の電流帰還増幅回路の出力とを接続した第２の電流源
と、この第２の電流源の片端とグランドとの間に接続
し、上記第２の電流源に電流を流し込む第１の電流源
と、この第１の電流源の電流と上記第２の電流源との電
流の差を入力とし、出力を上記レーザダイオードのカソ
ードに接続した電流増幅回路で構成されたレーザダイオ
ード駆動装置において、上記電流帰還増幅回路の出力に
第２の増幅回路を接続し、この第２の増幅回路の出力
に、負のピーク値検出回路を接続し、この負のピーク値
検出回路の出力と、上記第１の増幅回路の出力とを入力
とし減算を行なう減算回路と、この減算回路の出力と、
基準電圧供給端子とを入力とする誤差増幅回路と、この
誤差増幅回路の出力を前記レーザダイオード駆動回路に
接続したことを特徴とするレーザダイオード駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1204792A JPH05206547A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | レーザダイオード駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1204792A JPH05206547A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | レーザダイオード駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05206547A true JPH05206547A (ja) | 1993-08-13 |
Family
ID=11794692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1204792A Pending JPH05206547A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | レーザダイオード駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05206547A (ja) |
-
1992
- 1992-01-27 JP JP1204792A patent/JPH05206547A/ja active Pending
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