JPH05211364A - Light output control circuit of laser diode - Google Patents

Light output control circuit of laser diode

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JPH05211364A
JPH05211364A JP1509892A JP1509892A JPH05211364A JP H05211364 A JPH05211364 A JP H05211364A JP 1509892 A JP1509892 A JP 1509892A JP 1509892 A JP1509892 A JP 1509892A JP H05211364 A JPH05211364 A JP H05211364A
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JP
Japan
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laser diode
bias current
supply circuit
current supply
current
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JP1509892A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiji Yagi
啓二 八木
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enable a laser diode to stably output a laser beam by a method wherein a pulse current feed circuit which feeds a modulation signal current and a bias current feed circuit which feeds a current close to a threshold current in intensity are connected together in parallel, which is connected to the laser diode in series. CONSTITUTION:A pulse current feed circuit 3, a fixed bias current feed circuit 4, and an automatic control bias current feed circuit 5 are connected together in parallel, and these circuits are connected to a laser diode 1 in series. When input pulse signal and its inverted signal are applied to the input terminals 3a and 3b of the pulse current feed circuit 3, drive signals having the same phase with the input signal ad the opposite phase are outputted from the current feed circuit 3, and a pulse current is applied to the laser diode 1. The fixed bias current feed circuit 4 feeds an irreducible minimum bias current at a low temperature to the laser diode 1. The automatic control bias current feed circuit 5 controls a bias current in intensity corresponding to the photocurrent of a photodetector 2 which monitors the laser diode 1 receiving its the optical output power of the laser diode 1.

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、デジタル光通信用の光
源等に用いられるレーザダイオードの光出力制御回路に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser diode optical output control circuit used for a light source for digital optical communication.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信用光源として、一般に広く利用さ
れているレーザダイオードは、高速駆動が容易で、かつ
高光出力という特長を有するが、レーザダイオードの特
性、特に光出力レベルが、温度変動および経時変動によ
って大きく変化する。上述したレーザダイオードの諸特
性、動作原理については公知である。このような変動に
対して、通常、光出力の安定化回路が設けられる。従来
のレーザダイオード駆動回路の一例を図4に示す(参
照、例えば、「Topics in Applied
Physics Volume39 Semicond
uctor Devise」P.184 Fig5.1
9)。
2. Description of the Related Art A laser diode, which is widely used as a light source for optical communication, is characterized by easy high-speed driving and high light output. However, the characteristics of the laser diode, especially the light output level, are It changes greatly due to changes over time. Various characteristics and operating principles of the laser diode described above are known. A light output stabilizing circuit is usually provided for such fluctuations. An example of a conventional laser diode drive circuit is shown in FIG. 4 (see, for example, “Topics in Applied”).
Physics Volume39 Semicond
uctor Device "p. 184 Figure 5.1
9).

【0003】この図4において、入力信号VINが電界効
果形トランジスタQのゲート端子に印加され、変調信号
電流が該トランジスタQのドレインおよびソース間に流
れる。即ち、信号電流をバイパスするトランジスタがレ
ーザダイオードに並列に設けられる。また、別の従来例
を図5に示す(特開平1−91484号公報参照)。こ
の例では、レーザダイオードに流す電流(変調信号電流
およびバイアス電流)を駆動するトランジスタが、レー
ザダイオードに直列に具備されており、このトランジス
タは、バイアス電流と変調信号電流を供給する態様をと
っている。
In FIG. 4, an input signal VIN is applied to the gate terminal of a field effect transistor Q, and a modulation signal current flows between the drain and source of the transistor Q. That is, a transistor that bypasses the signal current is provided in parallel with the laser diode. Further, another conventional example is shown in FIG. 5 (see Japanese Patent Laid-Open No. 1-91484). In this example, a transistor that drives a current (modulation signal current and bias current) flowing in the laser diode is provided in series with the laser diode, and this transistor takes a mode of supplying a bias current and a modulation signal current. There is.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、デジタ
ル光通信用の光源等に用いられるレーザダイオードの従
来の光出力制御回路では、レーザーダイオードの温度変
動に応じて適切なバイアス電流を増減変化させることが
できず、レーザダイオードが温度変動による影響で光出
力が大きく変化し、光出力を安定することができない。
電流の供給回路に余裕ある電流供給能力がなく、信頼度
の高い安定した機能を期待することができなかった。
However, in the conventional optical output control circuit of the laser diode used for the light source for digital optical communication, it is possible to increase or decrease the appropriate bias current according to the temperature variation of the laser diode. This is not possible, and the laser diode has a large change in the optical output due to the influence of the temperature change, and the optical output cannot be stabilized.
Since the current supply circuit does not have a sufficient current supply capacity, a reliable and stable function could not be expected.

【0005】この発明は、上述の背景に基づきなされた
ものであり、その目的とするところは、温度変動に応じ
て適切なバイアス電流を増減変化させてレーザダイオー
ドの光出力を安定化し、供給回路に余裕ある電流供給能
力を与えて信頼度の高い安定した機能を発揮することが
できるレーザダイオードの光出力制御回路を提供するこ
とである。
The present invention has been made on the basis of the above background, and an object of the present invention is to stabilize the optical output of a laser diode by increasing / decreasing an appropriate bias current according to temperature fluctuations. Another object of the present invention is to provide a light output control circuit for a laser diode, which can provide a reliable current supply capability and can exhibit a highly reliable and stable function.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために種々の検討を行った結果、レーザダイ
オードの光出力を安定化するには、ひとつには温度変動
に応じて適切なバイアス電流を増減変化させ、比較的、
高温下でかつ良好に高光出力を得るためには、レーザダ
イオードに大きなバイアス電流を供給させる必要があ
り、信頼度の高い安定した機能を期待するためには、そ
の供給回路に、余裕ある電流供給能力が要求され、バイ
アス電流が流れる半導体トランジスタは最大コレクタ許
容損失の大きなものが必要とされること、その一方で、
低価格化や生産性を又は、集積化を考慮しこれらを期待
する為には回路を構成する半導体トランジスタは同一仕
様であることが好しく、レーザダイオードに供給するバ
イアス電流供給回路を複数設けることにより、使用トラ
ンジスタのコレクタ損失を低減(分散)することができ
るとの知見を得、この発明を完成するに到った。
As a result of various studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors found that in order to stabilize the optical output of a laser diode By changing the appropriate bias current up or down,
It is necessary to supply a large bias current to the laser diode in order to obtain high optical output satisfactorily at high temperature, and in order to expect a reliable and stable function, the supply circuit must have a sufficient current supply. A semiconductor transistor that requires high capacity and a bias current flows must have a large maximum allowable collector loss. On the other hand,
It is preferable that the semiconductor transistors that make up the circuit have the same specifications in order to expect lower costs, productivity, or integration considering these, and to provide multiple bias current supply circuits to supply to the laser diode. As a result, it was found that the collector loss of the used transistor can be reduced (dispersed), and the present invention was completed.

【0007】すなわち、この発明のレーザダイオードの
光出力制御回路は、レーザダイオードをデジタル光通信
等の光源に用いる際に、変調信号電流を供給するパルス
電流供給回路とこのレーザダイオードに供給するしきい
値電流近傍の電流を供給するバイアス電流供給回路(固
定バイアス電流供給回路と自動制御バイアス電流供給回
路から構成される)とが並列接続され、これらの回路が
レーザダイオードに直列に接続されていることを特徴と
するものである。従って、この発明の特徴は、バイアス
電流供給回路を固定バイアス電流供給回路と自動制御バ
イアス電流供給回路との2ブロックで構成して、使用す
るトランジスタのコレクタ損失を大幅に低減することで
ある。また、バイアス電流供給回路は、レーザダイオー
ドの光出力モニタ(受光素子)からの変調信号分を阻止
するので、直流的な動作機能のみを有することである。
That is, the laser diode optical output control circuit of the present invention uses a pulse current supply circuit for supplying a modulation signal current and a threshold for supplying the laser diode to the laser diode when the laser diode is used as a light source for digital optical communication or the like. A bias current supply circuit (consisting of a fixed bias current supply circuit and an automatic control bias current supply circuit) that supplies a current near the value current is connected in parallel, and these circuits are connected in series to the laser diode. It is characterized by. Therefore, a feature of the present invention is that the bias current supply circuit is composed of two blocks, a fixed bias current supply circuit and an automatic control bias current supply circuit, and the collector loss of the transistor used is greatly reduced. Further, the bias current supply circuit blocks only the modulated signal from the optical output monitor (light receiving element) of the laser diode, and therefore has only a DC operation function.

【0008】[0008]

【作用】上記構成を有するこの発明のレーザダイオード
の光出力制御回路は、以下のように動作・機能する。こ
の発明によるレーザダイオードの光出力制御回路の一例
のブロック図である図1を参照してこれを説明する。本
発明のレーザダイオード光出力制御回路は、外部からの
入力パルス信号S1及びS-1を受けてこの入力パルス信
号S1、S-1に基いてレーザダイオード1に供給される
パルス電流IPを制御するパルス電流供給回路3と、レ
ーザダイオード1に固定バイアス電流IB1を供給する固
定バイアス電流供給回路4と、レーザダイオード1に制
御バイアス電流IB2を供給する自動制御バイアス電流供
給回路5が並列に接続され、前記パルス電流供給回路3
と固定バイアス電流供給回路4と自動制御バイアス電流
供給回路5とがレーザダイオード1に直列に接続されて
いる。
The laser diode optical output control circuit of the present invention having the above-described structure operates and functions as follows. This will be described with reference to FIG. 1, which is a block diagram of an example of a light output control circuit for a laser diode according to the present invention. The laser diode light output control circuit of the present invention receives the input pulse signals S1 and S-1 from the outside and controls the pulse current IP supplied to the laser diode 1 based on the input pulse signals S1 and S-1. A pulse current supply circuit 3, a fixed bias current supply circuit 4 for supplying a fixed bias current IB1 to the laser diode 1, and an automatic control bias current supply circuit 5 for supplying a control bias current IB2 to the laser diode 1 are connected in parallel, The pulse current supply circuit 3
The fixed bias current supply circuit 4 and the automatic control bias current supply circuit 5 are connected to the laser diode 1 in series.

【0009】レーザダイオードの光出力波形を良好に安
定して得るには、温度変化によるしきい値電流の変動に
応じたしきい値電流近傍のバイアス電流を適切にレーザ
ダイオードに供給する必要がある。レーザダイオードの
周囲温度の変動によるしきい値電流の変化は、温度に対
してほぼ直線性を一般的に有する。通常、レーザダイオ
ードの光出力レベルをモニタ出力するために内蔵される
受光素子(たとえばフォトダイオード)からもそれに応
じてリニア(直線的に)な光電流を得ることが可能であ
る。たとえば、容易に入手できる赤色可視光のレーザダ
イオードを例にあげると温度変動範囲を0〜50℃とす
ると、その範囲内でのしきい値電流の変化は約数十mA
という数値もある。パルス光出力の絶対値が大きくかつ
その消光比が小さい出力を要求する場合には、周囲温度
等の条件によっては、100mA程度以上のバイアス電
流をレーザダイオードに安定して供給する必要がある。
In order to obtain a stable and stable optical output waveform of the laser diode, it is necessary to appropriately supply to the laser diode a bias current in the vicinity of the threshold current according to the fluctuation of the threshold current due to temperature change. .. The change in the threshold current due to the change in the ambient temperature of the laser diode generally has almost linearity with respect to the temperature. In general, it is also possible to obtain a linear photocurrent from a light receiving element (for example, a photodiode) built in to monitor and output the optical output level of the laser diode. For example, if a red visible light laser diode that is easily available is taken as an example and the temperature variation range is 0 to 50 ° C., the change in threshold current within that range is about several tens mA.
There is also a numerical value. When an output having a large absolute value of pulsed light output and a small extinction ratio is required, it is necessary to stably supply a bias current of about 100 mA or more to the laser diode depending on conditions such as ambient temperature.

【0010】レーザダイオード1には、入力パルスS1
及びSー1に応じた変調信号として、パルス電流供給回路
3から、変調信号電流Ipが供給される。一方、バイア
ス電流は、動作を維持する温度範囲内で最低限流す必要
のある固定バイアス電流IB1を供給回路4から供給し、
温度変動により変化する適切なバイアス電流IB2を所望
の光出力を得るために、受光素子2のモニタ電流IMか
ら検知し自動制御バイアス電流供給回路5から供給す
る。上記構成により、レーザダイオードの温度変動によ
り特性変化を補償して、安定した光出力動作を維持する
ことが可能となる。
The laser diode 1 has an input pulse S1
, And the modulation signal current Ip is supplied from the pulse current supply circuit 3 as a modulation signal corresponding to S-1. On the other hand, as for the bias current, the fixed bias current IB1 which is required to flow at least within the temperature range for maintaining the operation is supplied from the supply circuit 4,
In order to obtain a desired light output, an appropriate bias current IB2 that changes due to temperature fluctuations is detected from the monitor current IM of the light receiving element 2 and supplied from the automatic control bias current supply circuit 5. With the above configuration, it is possible to compensate for the characteristic change due to the temperature fluctuation of the laser diode and maintain a stable optical output operation.

【0011】[0011]

【実施例】この発明のレーザダイオードの光出力制御回
路を、実施例により具体的に説明する。図1は、本発明
の一実施例を示すレーザダイオードの光出力制御回路の
ブロック図である。図3に、温度変化によるレーザダイ
オード駆動電流の変化およびレーザダイオードの温度特
性による入出力波形の変化を表す模式図を示す。図1に
示すように、実施例のレーザダイオード1の光出力制御
回路は、パルス電流供給回路3と、固定バイアス電流供
給回路4と、レーザダイオード1の光出力をモニタする
受光素子2の光電流に応じて機能する自動制御バイアス
電流供給回路5からなり、入力パルス信号S1及びその
反転信号S-1を受けてレーザダイオード1を駆動する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The light output control circuit of the laser diode of the present invention will be specifically described with reference to embodiments. FIG. 1 is a block diagram of a light output control circuit of a laser diode showing an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic diagram showing changes in laser diode drive current due to temperature changes and changes in input / output waveforms due to temperature characteristics of the laser diode. As shown in FIG. 1, the optical output control circuit of the laser diode 1 of the embodiment has a pulse current supply circuit 3, a fixed bias current supply circuit 4, and a photocurrent of a light receiving element 2 for monitoring the optical output of the laser diode 1. The laser diode 1 is driven by receiving the input pulse signal S1 and its inverted signal S-1.

【0012】パルス電流供給回路3は、例えば差動入力
端子を具備し、入力パルス信号S1およびその反転信号
S-1が入力端子3aおよび3bに加えられると、それと
同相及び逆相のドライブ信号S2、S3を出力し、パルス
電流IPをレーザダイオードに供給する。図3に示すよ
うに、(I)低温時、(II)高温時にかかわらずほぼ同
等のパルス電流IPを供給することができる。固定バイ
アス電流供給回路4及び自動制御バイアス電流供給回路
5はレーザダイオードに、重畳されたしきい値電流近傍
のバイアス電流を供給する。固定バイアス電流供給回路
4は、図3にて示す様に、期待する動作温度範囲内の下
限である(I)低温時にておよそ最低限供給すべきバイ
アス電流IB1をレーザダイオードに供給する。自動制御
バイアス電流供給回路5は、レーザダイオードの温度変
動つまり(I)低温時から(II)高温時の範囲でしきい
値電流が変化するため所望する適切なバイアス電流をI
B2LからIB2Hの変動内で供与する回路であり、レーザダ
イオード1の光出力電力を受けてモニタする受光素子2
の光電流IMに応じて、バイアス電流量を制御する機能
をもつ。
The pulse current supply circuit 3 is provided with, for example, a differential input terminal, and when the input pulse signal S1 and its inverted signal S-1 are applied to the input terminals 3a and 3b, the drive signal S2 of the same phase and an opposite phase thereto. , S3, and pulse current IP is supplied to the laser diode. As shown in FIG. 3, substantially the same pulse current IP can be supplied regardless of (I) low temperature and (II) high temperature. The fixed bias current supply circuit 4 and the automatic control bias current supply circuit 5 supply a bias current near the superimposed threshold current to the laser diode. As shown in FIG. 3, the fixed bias current supply circuit 4 supplies to the laser diode a bias current IB1 that should be supplied at a minimum at (I) low temperature which is the lower limit of the expected operating temperature range. The automatically controlled bias current supply circuit 5 changes the laser diode temperature fluctuation, that is, the threshold current changes in the range of (I) low temperature to (II) high temperature, so that a desired appropriate bias current is I
This is a circuit that provides within the fluctuation of B2L to IB2H, and a light receiving element 2 that receives and monitors the optical output power of the laser diode 1.
It has a function of controlling the amount of bias current according to the photocurrent IM of.

【0013】これを図3において説明すると、動作温度
範囲を(I)低温時から(II)高温時と仮定する。所望
する光パルス信号のデジタル論理の高レベル(High
レベル)の光出力電力レベルをPb、低レベル(Lowレ
ベル)の光出力電力レベルをPaとする。例えば(I)
低温時において、固定バイアス電流供給回路4からの電
流IB1と自動制御バイアス電流供給回路5からは受光素
子2のモニタ電流IMを受けて適切に制御された電流IB
2Lが加算され、バイアス電流IB1+IB2L(=Ic)が得
られ、レーザダイオード1に供給される。一方、3a、
3b端子に印加する入力パルス信号S1、S-1に応じた
変調信号電流IPが得られる。従って、レーザダイオー
ド1には、重畳されたIB1+IB2L+IP(=If)の駆
動電流が供給される。
This will be described with reference to FIG. 3. It is assumed that the operating temperature range is from (I) low temperature to (II) high temperature. High level (high level) of the digital logic of the desired optical pulse signal
The optical output power level of (level) is Pb, and the optical output power level of low level (Low level) is Pa. For example (I)
At a low temperature, the current IB1 received from the fixed bias current supply circuit 4 and the monitor current IM of the light receiving element 2 from the automatic control bias current supply circuit 5 are appropriately controlled.
2L is added to obtain a bias current IB1 + IB2L (= Ic), which is supplied to the laser diode 1. On the other hand, 3a,
A modulation signal current IP corresponding to the input pulse signals S1 and S-1 applied to the 3b terminal is obtained. Therefore, the superimposed drive current of IB1 + IB2L + IP (= If) is supplied to the laser diode 1.

【0014】また、(II)高温時の場合には、レーザダ
イオード1の光出力は(I)低温時に比較し減衰する。
これにより、レーザダイオード1の光出力を受ける受光
素子2に発生する光電流IMも低減する。ここで、自動
制御バイアス電流供給回路5は、低減したIMを認識
し、適切なIB2Hの電流を供給する作用が機能する。従
って、バイアス電流IB1+IB2H(=Id)が得られ、I
B1L+IB2H+IP(=Ie)の駆動電流が供給される。よ
って、温度変動範囲が(I)低温時から(II)高温時に
おいては、レーザダイオード1からの光出力電力として
光出力パルスのデジタル論理の高レベルとしてPb、低
レベルとしてPaを出力する。
In the case of (II) high temperature, the optical output of the laser diode 1 is attenuated as compared with (I) low temperature.
As a result, the photocurrent IM generated in the light receiving element 2 which receives the optical output of the laser diode 1 is also reduced. Here, the automatic control bias current supply circuit 5 functions to recognize the reduced IM and supply an appropriate current of IB2H. Therefore, the bias current IB1 + IB2H (= Id) is obtained, and I
A drive current of B1L + IB2H + IP (= Ie) is supplied. Therefore, when the temperature variation range is (I) low temperature to (II) high temperature, Pb is output as the high level of the digital logic of the optical output pulse as the optical output power from the laser diode 1, and Pa is output as the low level.

【0015】図2は、図1に示す回路の具体例を示す回
路図である。図2に示す様に、パルス電流供給回路3
は、差動接続されたトランジスタ10、11と、トラン
ジスタ10のコレクタに接続された抵抗器19と、定電
流源30とからなり、トランジスタ11のコレクタと電
圧源Vccとの間にレーザダイオード1が接続されてい
る。固定バイアス電流供給回路4は、トランジスタ1
2、13と、抵抗器20、21と、可変抵抗器26から
なり、トランジスタ12のコレクタはレーザダイオード
1のカソードに接続されている。自動制御バイアス電流
供給回路5は、トランジスタ14、15、16、17、
18と、抵抗器22、23、24、25、27と、可変
抵抗器28と、コンデンサ29と、トランジスタ14の
コレクタと電圧源Vccの間にレーザダイオード1の光出
力をモニタする受光素子2が接続されている。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific example of the circuit shown in FIG. As shown in FIG. 2, the pulse current supply circuit 3
Is composed of transistors 10 and 11 which are differentially connected, a resistor 19 which is connected to the collector of the transistor 10 and a constant current source 30, and the laser diode 1 is provided between the collector of the transistor 11 and the voltage source Vcc. It is connected. The fixed bias current supply circuit 4 includes a transistor 1
2 and 13, resistors 20 and 21, and a variable resistor 26. The collector of the transistor 12 is connected to the cathode of the laser diode 1. The automatic control bias current supply circuit 5 includes transistors 14, 15, 16, 17,
18, a resistor 22, 23, 24, 25, 27, a variable resistor 28, a capacitor 29, and a light receiving element 2 for monitoring the light output of the laser diode 1 between the collector of the transistor 14 and the voltage source Vcc. It is connected.

【0016】この態様の回路の動作を以下に説明する。
非反転及び反転の入力パルス信号S1、S-1は、差動入
力端子30、31に入力される。非反転入力パルス信号
S1が高レベル、反転入力パルス信号S-1が低レベルの
ときには、トランジスタ11はオンとなり、トランジス
タ10はオフ動作となりレーザダイオード1の光出力
は、高レベル(Pb)の発光動作に移行する。この変調
信号電流としてのパルス電流値IPは、トランジスタ1
0と11のエミッタとGND間の定電流回路30で設定
されている。次に、差動入力端子30に低レベル、31
に高レベルの場合には、トランジスタ11がオフとな
り、レーザダイオード1にはパルス電流IPが遮断さ
れ、トランジスタ10がオンとなってコレクタに接続さ
れる抵抗器19を介してパルス電流IPが流れる。トラ
ンジスタ10、11などで構成される電流切換形論理回
路は、バイポーラトランジスタであれば、非飽和形のE
CL動作とすることで高速駆動が可能である。
The operation of the circuit of this aspect will be described below.
The non-inverted and inverted input pulse signals S1 and S-1 are input to the differential input terminals 30 and 31. When the non-inverted input pulse signal S1 is at a high level and the inverted input pulse signal S-1 is at a low level, the transistor 11 is turned on, the transistor 10 is turned off, and the optical output of the laser diode 1 is emitted at a high level (Pb). Move to operation. The pulse current value IP as the modulation signal current is calculated by the transistor 1
It is set by the constant current circuit 30 between the emitters of 0 and 11 and GND. Next, the differential input terminal 30 has a low level 31
In the case of a high level, the transistor 11 is turned off, the pulse current IP is cut off in the laser diode 1, the transistor 10 is turned on, and the pulse current IP flows through the resistor 19 connected to the collector. A current switching type logic circuit composed of transistors 10 and 11 is a non-saturation type E if it is a bipolar transistor.
High speed drive is possible by the CL operation.

【0017】次に、変調信号としてのパルス電流IPに
重畳されて、レーザダイオード1に供給するバイアス電
流について解説する。固定バイアス電流供給回路4は、
レーザダイオード1の動作温度範囲の下限つまり期待す
る動作の最も低温の時に必要とされるレーザダイオード
固有のしきい値電流近傍の電流値IB1を供給するもので
あり、温度にかかわらず一定量をレーザダイオード1に
供給する。固定バイアス電流IB1は、固定抵抗器20、
21を可変抵抗器26の抵抗値に依存し、適切な抵抗値
に設定すれば、可変抵抗器26を変化させることで、I
B1もある範囲内で可変可能である。トランジスタ12、
13は定電流構成となっているため、安定したバイアス
電流IB1が、レーザダイオード1のアノード→カソード
→トランジスタ12のコレクタ→エミッタ→抵抗器20
→GNDという経路にてほぼIB1が流れる。
Next, the bias current which is superimposed on the pulse current IP as the modulation signal and is supplied to the laser diode 1 will be described. The fixed bias current supply circuit 4 is
It supplies a lower limit of the operating temperature range of the laser diode 1, that is, a current value IB1 in the vicinity of the threshold current peculiar to the laser diode required at the lowest temperature of the expected operation. Supply to diode 1. The fixed bias current IB1 is applied to the fixed resistor 20,
21 depends on the resistance value of the variable resistor 26, and if the resistance value is set to an appropriate resistance value, by changing the variable resistor 26, I
B1 can be changed within a certain range. Transistor 12,
Since 13 has a constant current configuration, a stable bias current IB1 is generated from the laser diode 1 anode → cathode → transistor 12 collector → emitter → resistor 20.
→ About IB1 flows through the route of GND.

【0018】自動制御バイアス電流供給回路5は、固定
バイアス電流IB1に重畳して供給するバイアス電流であ
りレーザダイオード1の温度変化によって変化するしき
い値電流に応じて最適なバイアス電流を与える回路であ
る。その動作の態様を図2にて説明する。レーザダイオ
ード1の光出力(バイアス電流および変調信号分に応じ
た光出力)を受光素子2が受けると光量に応じて光電流
IMがトランジスタ14、15に流れ込む。ここで、ト
ランジスタ14、15を中心に構成される定電流形回路
は、その両トランジスタのベース端子からGND間に接
続されるコンデンサ29を適切な容量値に設定すること
で、受光素子2からの光電流IMに重畳される変調信号
分のみをGNDにバイパスする作用を有する。LPF
(Low Pass Filter)またはHCF(H
igh Cut Filter)の機能を有する。これ
により、受光素子2から、光出力変動分のモニタ出力と
しては、適切に設定された22、23、27、28の抵
抗値、29のコンデンサの容量値により、トランジスタ
15のコレクタからは、バイアス電流分に応じた直流的
光出力が、つまりPaが電圧に変換される形で取り出す
ことができる。従って、トランジスタ15のコレクタ電
位(トランジスタ16のベース電位)は、レーザダイオ
ード1の光出力Paレベルが低減すると高くなり、逆に
(Paレベルが)増加すると低くなる方向で動作する。
The automatic control bias current supply circuit 5 is a circuit for supplying a bias current superposed on the fixed bias current IB1 and providing an optimum bias current according to the threshold current which changes with the temperature change of the laser diode 1. is there. The mode of operation will be described with reference to FIG. When the light receiving element 2 receives the optical output of the laser diode 1 (optical output corresponding to the bias current and the amount of the modulation signal), the photocurrent IM flows into the transistors 14 and 15 according to the amount of light. Here, in the constant current type circuit mainly composed of the transistors 14 and 15, by setting the capacitor 29 connected between the base terminals of both the transistors and GND to an appropriate capacitance value, It has a function of bypassing only the modulated signal component superimposed on the photocurrent IM to the GND. LPF
(Low Pass Filter) or HCF (H
It has a function of high Cut Filter). As a result, the monitor output of the light output fluctuation from the light receiving element 2 is biased from the collector of the transistor 15 due to the appropriately set resistance values of 22, 23, 27 and 28 and the capacitance value of the capacitor of 29. The direct current optical output corresponding to the current component, that is, Pa can be extracted in the form of being converted into a voltage. Therefore, the collector potential of the transistor 15 (base potential of the transistor 16) operates in such a direction that it increases when the optical output Pa level of the laser diode 1 decreases, and conversely decreases when the optical output Pa level of the laser diode 1 increases (Pa level).

【0019】自動制御バイアス電流供給回路5の終段部
は、トランジスタ16、17、18と、抵抗器24、2
5で構成されている。トランジスタ16のエミッタ電位
は、前述のトランジスタ15のコレクタ電位と同様な方
向で作用する。トランジスタ17、18と、抵抗器2
4、25は、定電流形回路構成となっていてトランジス
タ16から供給される電流が、トランジスタ17、18
のベースに流れ込む。トランジスタ17、18のエミッ
タからGND間に接続される抵抗器24、25はレーザ
ダイオード1の周囲温度に対するしきい値電流値の変化
の係数(しきい値電流の温度係数)に同じとすること
で、つまり抵抗値24、25を適切に設定することでレ
ーザダイオード1が温度変化によって必要とされる適切
なIB2をトランジスタ25のコレクタ、エミッタを介し
てレーザダイオード1に供給することが可能となる。
The final stage of the automatic control bias current supply circuit 5 includes transistors 16, 17, 18 and resistors 24, 2.
It is composed of 5. The emitter potential of the transistor 16 acts in the same direction as the collector potential of the transistor 15 described above. Transistors 17, 18 and resistor 2
Reference numerals 4 and 25 are constant current type circuit configurations, and the current supplied from the transistor 16 is
Flows into the base of. Resistors 24 and 25 connected between the emitters of the transistors 17 and 18 and GND have the same coefficient of change in threshold current value (temperature coefficient of threshold current) with respect to the ambient temperature of the laser diode 1. That is, by appropriately setting the resistance values 24 and 25, it becomes possible for the laser diode 1 to supply the appropriate IB2 required by the temperature change to the laser diode 1 via the collector and emitter of the transistor 25.

【0020】なお、この発明は、この発明の要旨を超え
ない限り種々の変形が可能であり、上記の実施例に限定
されるものではない。例えば、上記の実施例では、トラ
ンジスタはNPN型であったが、PNP型を用いてもよ
いし、固定バイアス電流供給回路を2つ以上設けてもよ
い。
The present invention can be variously modified without departing from the gist of the present invention, and is not limited to the above embodiments. For example, in the above embodiment, the transistor is the NPN type, but the PNP type may be used, or two or more fixed bias current supply circuits may be provided.

【0021】[0021]

【発明の効果】この発明により以下の効果を奏する。 (1) 温度変化に起因するレーザダイオードの特性変
化を補償して、安定した光出力動作を行なわせることが
できる。 (2) 直流バイアス電流値と変調信号電流値を、レー
ザダイオードの発光状態に合わせてそれぞれ独立に設定
することができるので、任意の温度特性をもつレーザダ
イオードに幅広く対応できる。 (3) バイアス電流を分流(2ブロック以上設けるこ
とでもよい)することで使用するトランジスタのコレク
タ損失を低減することが可能となり小信号用トランジス
タなど採用でき、特に、電源電圧が高い場合に顕著に有
効となり、また、集積化の場合では有効となる。また、
使用部品の種類を削減することで生産性向上と、ともに
低価格化が図れる。
The present invention has the following effects. (1) A stable light output operation can be performed by compensating for the characteristic change of the laser diode caused by the temperature change. (2) Since the DC bias current value and the modulation signal current value can be independently set according to the light emitting state of the laser diode, it can be widely applied to laser diodes having arbitrary temperature characteristics. (3) By shunting the bias current (it is also possible to provide two or more blocks), it is possible to reduce the collector loss of the transistor used, and it is possible to employ a small-signal transistor or the like, especially when the power supply voltage is high. It is effective, and it is effective in the case of integration. Also,
By reducing the types of parts used, productivity can be improved and prices can be reduced.

【0022】(4) バイアス電流供給回路は、レーザ
ダイオードの光出力モニタ用受光素子からの変調信号分
を阻止することで、直流的な動作機能のみを有し、複雑
なピークホールド回路等を必要とせずに簡易な回路構成
でかつ単一電源で容易に実現できる。 (5) 変調信号電流を駆動する初段構成は、ECL構
成とすることで高速駆動が可能となる。
(4) The bias current supply circuit has only a DC operation function by blocking the modulation signal from the light output monitoring light receiving element of the laser diode, and requires a complicated peak hold circuit or the like. It can be easily realized with a simple circuit configuration and a single power supply. (5) High-speed driving is possible by adopting the ECL configuration for the first-stage configuration that drives the modulation signal current.

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

【図1】図1は、この発明による一実施例のレーザダイ
オードの光出力制御回路のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a light output control circuit of a laser diode according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2は、図1に示す実施例の具体的な回路図で
ある。
FIG. 2 is a specific circuit diagram of the embodiment shown in FIG.

【図3】図3は、温度変化によるレーザダイオード駆動
電流の変化およびレーザダイオードの温度特性による入
出力波形の変化を表す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a change in laser diode drive current due to a temperature change and a change in input / output waveform due to a temperature characteristic of the laser diode.

【図4】図4は、従来の代表的なレーザダイオードの光
出力制御回路の回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional optical output control circuit of a typical laser diode.

【図5】図5は、従来の別のレーザダイオードの光出力
制御回路の回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram of a light output control circuit of another conventional laser diode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・ レーザダイオード 2・・・ 受光素子 3・・・ パルス電流供給回路 4・・・ 固定バイアス電流供給回路 5・・・ 自動バイアス電流供給回路 1 ... Laser diode 2 ... Photodetector 3 ... Pulse current supply circuit 4 ... Fixed bias current supply circuit 5 ... Automatic bias current supply circuit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】レーザダイオードに固定バイアス電流を供
給する固定バイアス電流供給回路と、レーザダイオード
の光出力を検知した信号に応じてレーザダイオードに制
御バイアス電流を供給する自動制御バイアス電流供給回
路と、外部から入力パルス信号を受けて該入力パルス信
号に応じた変調信号電流を供給するパルス電流供給回路
とが並列に接続され、該固定バイアス電流供給回路と自
動制御バイアス電流供給回路とパルス電流供給回路とが
レーザダイオードに直列に接続されていることを特徴と
するレーザダイオードの光出力制御回路。
1. A fixed bias current supply circuit for supplying a fixed bias current to a laser diode, and an automatic control bias current supply circuit for supplying a control bias current to the laser diode in response to a signal detecting the optical output of the laser diode. A pulse current supply circuit that receives an input pulse signal from the outside and supplies a modulation signal current according to the input pulse signal is connected in parallel, and the fixed bias current supply circuit, the automatic control bias current supply circuit, and the pulse current supply circuit An optical output control circuit for a laser diode, wherein and are connected in series to the laser diode.
【請求項2】固定バイアス電流供給回路が抵抗素子およ
びトランジスタからなる請求項1記載のレーザダイオー
ドの光出力制御回路。
2. A light output control circuit for a laser diode according to claim 1, wherein the fixed bias current supply circuit comprises a resistance element and a transistor.
【請求項3】自動制御バイアス電流供給回路が、コンデ
ンサ、抵抗素子およびトランジスタからなり、レーザダ
イオードの光出力電力を検知する受光素子の光電流に応
じて機能し、光出力を安定化する作用を有する請求項1
または2記載のレーザダイオードの光出力制御回路。
3. An automatic control bias current supply circuit, which comprises a capacitor, a resistance element and a transistor, functions according to the photocurrent of a light receiving element for detecting the optical output power of a laser diode and stabilizes the optical output. Claim 1 having
Alternatively, the optical output control circuit of the laser diode according to the item 2.
【請求項4】パルス電流供給回路が、抵抗素子およびト
ランジスタからなる請求項1、2または3記載のレーザ
ダイオードの光出力制御回路。
4. The laser diode optical output control circuit according to claim 1, 2 or 3, wherein the pulse current supply circuit comprises a resistance element and a transistor.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003065524A1 (en) * 2002-01-30 2003-08-07 Ntt Electronics Corporation Laser diode control semiconductor integrated circuit, optical transmission module, and optical output setting method
JP2005011943A (en) * 2003-06-18 2005-01-13 Ricoh Co Ltd Semiconductor laser driving device and image forming device using device
JP2010087416A (en) * 2008-10-02 2010-04-15 Sumitomo Electric Ind Ltd Optical transmitting module

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