JPH05299735A - 光送信器 - Google Patents
光送信器Info
- Publication number
- JPH05299735A JPH05299735A JP4097840A JP9784092A JPH05299735A JP H05299735 A JPH05299735 A JP H05299735A JP 4097840 A JP4097840 A JP 4097840A JP 9784092 A JP9784092 A JP 9784092A JP H05299735 A JPH05299735 A JP H05299735A
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- laser diode
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザダイオードを一定温度に保持して、変
動の無い電気光変換特性を得る。 【構成】 レーザダイオード３の光出力の一部を受光す
るフォトダイオード４の出力波形のピーク値と平均値を
ピーク値検出回路７および平均値検出回路１０により検
出し、そのピーク値と平均値との差ΔＤが平均値検出回
路で演算され、第１および第２のコンパレータ１２ａ、
１２ｂに入力する。第１のコンパレータ１２ａは正電圧
のしきい値と差ΔＤを比較し、また第２のコンパレータ
１２ｂは負電圧のしきい値と差ΔＤを比較し、その比較
結果を電流ドライバ１３に出力する。電流ドライバ１３
は第１、第２のコンパレータ１２ａ、１２ｂの比較結果
に応じてサーモクーラ１４を制御する。
動の無い電気光変換特性を得る。 【構成】 レーザダイオード３の光出力の一部を受光す
るフォトダイオード４の出力波形のピーク値と平均値を
ピーク値検出回路７および平均値検出回路１０により検
出し、そのピーク値と平均値との差ΔＤが平均値検出回
路で演算され、第１および第２のコンパレータ１２ａ、
１２ｂに入力する。第１のコンパレータ１２ａは正電圧
のしきい値と差ΔＤを比較し、また第２のコンパレータ
１２ｂは負電圧のしきい値と差ΔＤを比較し、その比較
結果を電流ドライバ１３に出力する。電流ドライバ１３
は第１、第２のコンパレータ１２ａ、１２ｂの比較結果
に応じてサーモクーラ１４を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は光ファイバを伝送路と
する光通信の光送信器に関するものである。
する光通信の光送信器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は例えば特許公報平２−４４４２０
に示された従来の光送信回路を示す構成図であり、図に
おいて、１は入力端子、２は入力端子１に接続された変
調器、３はレーザダイオード、４はレーザダイオード３
の出力光の一部を受光するフォトダイオード、５はレー
ザダイオード・フォトダイオード素子、６はバイアス電
源、９は電流増幅器、１９はフォトダイオード４に並列
接続されたコンデンサ、１６は第１の電流源、１７は第
２の電流源、１８は入力端子１から入力される２値送信
データに対応して電流源からの電流を切り替えるスイッ
チ回路である。
に示された従来の光送信回路を示す構成図であり、図に
おいて、１は入力端子、２は入力端子１に接続された変
調器、３はレーザダイオード、４はレーザダイオード３
の出力光の一部を受光するフォトダイオード、５はレー
ザダイオード・フォトダイオード素子、６はバイアス電
源、９は電流増幅器、１９はフォトダイオード４に並列
接続されたコンデンサ、１６は第１の電流源、１７は第
２の電流源、１８は入力端子１から入力される２値送信
データに対応して電流源からの電流を切り替えるスイッ
チ回路である。
【０００３】次に動作について説明する。第１の電流源
１６の出力は送信データに対応してスイッチ回路１８で
オン・オフされた電流として出力され、第２の電流源１
７の出力と加算合成される。定式化すると次式となる。 ＩO ＝ＩO2＋ｍＩO1 ・・・・・（１） ＩO ：加算合成電流 ＩO1：第１の電流源の出力電流 ＩO2：第２の電流源の出力電流 ｍ ：２値信号のマーク率
１６の出力は送信データに対応してスイッチ回路１８で
オン・オフされた電流として出力され、第２の電流源１
７の出力と加算合成される。定式化すると次式となる。 ＩO ＝ＩO2＋ｍＩO1 ・・・・・（１） ＩO ：加算合成電流 ＩO1：第１の電流源の出力電流 ＩO2：第２の電流源の出力電流 ｍ ：２値信号のマーク率
【０００４】次にレーザダイオード３の出力光の一部が
フォトダイオード４に入射し、それに比例した電流がフ
ォトダイオード４を流れる。定式化すると、次式とな
る。 ＩPD＝ｍ・Ｄ・Ｌ・ＰOUT ・・・・・（２） ＩPD ：フォトダイオード電流 Ｄ ：パルス占有率 Ｌ ：光出力とフォトダイオード電流変換効率 ＰOUT ：光出力電力
フォトダイオード４に入射し、それに比例した電流がフ
ォトダイオード４を流れる。定式化すると、次式とな
る。 ＩPD＝ｍ・Ｄ・Ｌ・ＰOUT ・・・・・（２） ＩPD ：フォトダイオード電流 Ｄ ：パルス占有率 Ｌ ：光出力とフォトダイオード電流変換効率 ＰOUT ：光出力電力
【０００５】フォトダイオード４出力電流がコンデンサ
１９で平均化された電流と基準電流との差が電流増幅器
９で増幅されレーザダイオード３に印加される。定式化
すると次式となる。 ＩB ＝β（ＩO −ＩPD） ・・・・・（３） ＩB ：電流増幅器出力電流 β ：電流増幅器増幅率
１９で平均化された電流と基準電流との差が電流増幅器
９で増幅されレーザダイオード３に印加される。定式化
すると次式となる。 ＩB ＝β（ＩO −ＩPD） ・・・・・（３） ＩB ：電流増幅器出力電流 β ：電流増幅器増幅率
【０００６】レーザダイオードの電流光変換特性は図２
（ａ）に示す通りである。従って、光出力電力値ＰOUT
は次式となる。 ＰOUT ＝Ａ（ＩB ＋ＩOP−Ｉth）・・・・（４） Ａ ：レーザダイオード電流光変換効率 ＩOP：変調器出力電流 Ｉth：レーザダイオードしきい値電流 式（２）〜式（４）より式（５）が導かれる。
（ａ）に示す通りである。従って、光出力電力値ＰOUT
は次式となる。 ＰOUT ＝Ａ（ＩB ＋ＩOP−Ｉth）・・・・（４） Ａ ：レーザダイオード電流光変換効率 ＩOP：変調器出力電流 Ｉth：レーザダイオードしきい値電流 式（２）〜式（４）より式（５）が導かれる。
【０００７】
【数１】
【０００８】これは、レーザダイオード３しきい値電流
が変動しても、バイアス電流Ｉb が光出力電力ＰOUT を
一定にするように追従することを示す。初めにＩthをＩ
b と等しくなるように設定すればＩthが変動してもＰ
OUT が一定でかつ式（６）を満足することができる。 ＩB ＝Ｉth ・・・・・（６）
が変動しても、バイアス電流Ｉb が光出力電力ＰOUT を
一定にするように追従することを示す。初めにＩthをＩ
b と等しくなるように設定すればＩthが変動してもＰ
OUT が一定でかつ式（６）を満足することができる。 ＩB ＝Ｉth ・・・・・（６）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の光送信回路は以
上のように構成されているので、図２（ａ）に示すレー
ザダイオード３の電流光変換特性が図５（ａ）に示すＩ
th以下の電流に対し傾きを持つ様に変動すると、図５
（ｂ）に示す第１のレーザダイオード３入力電流波形に
対し図５（ｃ）に示すレーザダイオード３光出力波形の
様にＩth以下のバイアス電流Ｉb に対し一定値以上の光
出力が存在し、消光比が劣化するという問題があった。
上のように構成されているので、図２（ａ）に示すレー
ザダイオード３の電流光変換特性が図５（ａ）に示すＩ
th以下の電流に対し傾きを持つ様に変動すると、図５
（ｂ）に示す第１のレーザダイオード３入力電流波形に
対し図５（ｃ）に示すレーザダイオード３光出力波形の
様にＩth以下のバイアス電流Ｉb に対し一定値以上の光
出力が存在し、消光比が劣化するという問題があった。
【００１０】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、レーザダイオードの電流光変換特
性が変動しても、一定の光出力を得ることを目的として
いる。
めになされたもので、レーザダイオードの電流光変換特
性が変動しても、一定の光出力を得ることを目的として
いる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明に係る光送信器
はフォトダイオードの出力波形のピーク値と平均値を検
出しそれらを演算し差分を取り出し、この差分の正又は
負電圧によって電流増巾器がサーモクーラの電流を制御
するようにしたものである。
はフォトダイオードの出力波形のピーク値と平均値を検
出しそれらを演算し差分を取り出し、この差分の正又は
負電圧によって電流増巾器がサーモクーラの電流を制御
するようにしたものである。
【００１２】
【作用】この発明に係る光送信器は、温度変動に対しレ
ーザダイオードの電流光変換特性が変動しても、フォト
ダイオード出力信号から平均値検出回路とピーク値検出
回路によりレーザダイオード出力光の平均値とピーク値
を検出し、その差分を取り出しコンパレータによって制
御信号を発生させ、サーモクーラの電流を電流ドライバ
で制御するのでレーザダイオードの温度を一定に保持す
ることができる。
ーザダイオードの電流光変換特性が変動しても、フォト
ダイオード出力信号から平均値検出回路とピーク値検出
回路によりレーザダイオード出力光の平均値とピーク値
を検出し、その差分を取り出しコンパレータによって制
御信号を発生させ、サーモクーラの電流を電流ドライバ
で制御するのでレーザダイオードの温度を一定に保持す
ることができる。
【００１３】
【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において７はレーザ光のピーク値を
検出するピーク値検出回路、８はレーザダイオード３に
バイアス電流を与える電流増巾器に対し基準電流を与え
るバイアス電流源、１０はレーザ光の平均値を検出する
平均値検出回路、１１ａ、１１ｂはそれぞれのコンパレ
ータに正と負のしきい値を与えるための第１の基準電圧
源および第２の基準電圧源、１２ａ、１２ｂはそれぞれ
第１の基準電圧源１１ａ、第２の基準電圧源１１ｂと平
均値検出回路１０の出力を比較する第１のコンパレータ
と第２のコンパレータ、１３は第１のコンパレータ１２
ａと第２のコンパレータ１２ｂの差電圧を入力しサーモ
クーラをドライブする電流ドライバ、１４はこの電流ド
ライバ１３の制御電流によってレーザダイオードの温度
を調節するサーモクーラである。
いて説明する。図１において７はレーザ光のピーク値を
検出するピーク値検出回路、８はレーザダイオード３に
バイアス電流を与える電流増巾器に対し基準電流を与え
るバイアス電流源、１０はレーザ光の平均値を検出する
平均値検出回路、１１ａ、１１ｂはそれぞれのコンパレ
ータに正と負のしきい値を与えるための第１の基準電圧
源および第２の基準電圧源、１２ａ、１２ｂはそれぞれ
第１の基準電圧源１１ａ、第２の基準電圧源１１ｂと平
均値検出回路１０の出力を比較する第１のコンパレータ
と第２のコンパレータ、１３は第１のコンパレータ１２
ａと第２のコンパレータ１２ｂの差電圧を入力しサーモ
クーラをドライブする電流ドライバ、１４はこの電流ド
ライバ１３の制御電流によってレーザダイオードの温度
を調節するサーモクーラである。
【００１４】図２（ａ）は図１におけるレーザダイオー
ド３の０℃、２５℃、７０℃各温度における電流変換特
性を示す図である。図２（ｂ）は図１におけるレーザダ
イオード３の入力電流パルス波形を示す図である。図２
（ｃ）はレーザダイオード３の光出力波形を示す図であ
る。
ド３の０℃、２５℃、７０℃各温度における電流変換特
性を示す図である。図２（ｂ）は図１におけるレーザダ
イオード３の入力電流パルス波形を示す図である。図２
（ｃ）はレーザダイオード３の光出力波形を示す図であ
る。
【００１５】次に動作について説明する。図１におい
て、入力端子１から入力されたパルス信号は変調器２に
より電流パルス信号に変換されレーザダイオード３を駆
動する。さらにレーザダイオード３はバイアス電流源８
の電流を増巾する電流増巾器９の出力電流によりバイア
ス電流が加算される。
て、入力端子１から入力されたパルス信号は変調器２に
より電流パルス信号に変換されレーザダイオード３を駆
動する。さらにレーザダイオード３はバイアス電流源８
の電流を増巾する電流増巾器９の出力電流によりバイア
ス電流が加算される。
【００１６】図２（ａ）および（ｂ）において、Ｉb が
バイアス電流を示し、ＩobがＩb に加算される変調器２
の変調電流波形を示す。レーザダイオード３はスレシホ
ールド値Ｉth以下の電流Ｉb に対し応答せず、スレシホ
ールド値以上の電流Ｉobに対し傾きＡの電流光変換特性
で電流信号を図２（ｃ）に示す光信号に変換する。図２
（ｃ）に示す波形は２５℃における光波形を示したもの
で光のピーク値ＰP は平均値ＰA のほぼ２倍である。レ
ーザダイオード３は図２（ａ）に示すように温度により
スレシホールド値Ｉthが変動する他に変調電流Ｉobの傾
きも変動し温度が高くなるにつれて図２（ｃ）の傾きＣ
が示すように緩い傾斜となり電流と光の変換効率が悪く
なる。このためレーザダイオードの温度を一定に保持す
る必要がある。
バイアス電流を示し、ＩobがＩb に加算される変調器２
の変調電流波形を示す。レーザダイオード３はスレシホ
ールド値Ｉth以下の電流Ｉb に対し応答せず、スレシホ
ールド値以上の電流Ｉobに対し傾きＡの電流光変換特性
で電流信号を図２（ｃ）に示す光信号に変換する。図２
（ｃ）に示す波形は２５℃における光波形を示したもの
で光のピーク値ＰP は平均値ＰA のほぼ２倍である。レ
ーザダイオード３は図２（ａ）に示すように温度により
スレシホールド値Ｉthが変動する他に変調電流Ｉobの傾
きも変動し温度が高くなるにつれて図２（ｃ）の傾きＣ
が示すように緩い傾斜となり電流と光の変換効率が悪く
なる。このためレーザダイオードの温度を一定に保持す
る必要がある。
【００１７】図１と図２においてレーザダイオード３か
ら出力された光信号の一部はフォトダイオード４に受光
される。バイアス電源６によりバイアスされたフォトダ
イオード４は受光した光信号を電気信号に変換する。フ
ォトダイオード４により出力された電気信号はピーク値
検出回路７と平均値検出回路１０の双方に入力される。
ピーク値検出回路７は図２（ｃ）に示す光波形のピーク
値ＰP を検出し平均値検出回路１０は光波形の平均値Ｐ
A を検出する。温度２５℃においてはピーク値ＰP と平
均値ＰA はほぼ次の定式となる。 ＰP ≒２ＰA ・・・・・（７）
ら出力された光信号の一部はフォトダイオード４に受光
される。バイアス電源６によりバイアスされたフォトダ
イオード４は受光した光信号を電気信号に変換する。フ
ォトダイオード４により出力された電気信号はピーク値
検出回路７と平均値検出回路１０の双方に入力される。
ピーク値検出回路７は図２（ｃ）に示す光波形のピーク
値ＰP を検出し平均値検出回路１０は光波形の平均値Ｐ
A を検出する。温度２５℃においてはピーク値ＰP と平
均値ＰA はほぼ次の定式となる。 ＰP ≒２ＰA ・・・・・（７）
【００１８】ピーク値検出回路７の出力信号は平均値検
出回路１０の入力となり平均値検出回路１０内でピーク
値ＰP と平均値ＰA の差電圧ΔＤが次式により演算され
る。 ΔＤ＝ＰP −２ＰA ・・・・・（８） ΔＤ：ピーク値と平均値の差
出回路１０の入力となり平均値検出回路１０内でピーク
値ＰP と平均値ＰA の差電圧ΔＤが次式により演算され
る。 ΔＤ＝ＰP −２ＰA ・・・・・（８） ΔＤ：ピーク値と平均値の差
【００１９】差電圧ΔＤは第１および第２のコンパレー
タ１２ａ、１２ｂに入力される。第１のコンパレータ１
２ａは正電圧のしきい値Ｖthを持つ第１の基準電圧源１
１ａと差電圧ΔＤを比較する。第２のコンパレータ１２
ｂは負電圧のしきい値−Ｖthを持つ第２の基準電圧源１
１ｂと差電圧ΔＤを比較する。
タ１２ａ、１２ｂに入力される。第１のコンパレータ１
２ａは正電圧のしきい値Ｖthを持つ第１の基準電圧源１
１ａと差電圧ΔＤを比較する。第２のコンパレータ１２
ｂは負電圧のしきい値−Ｖthを持つ第２の基準電圧源１
１ｂと差電圧ΔＤを比較する。
【００２０】図３はこれを示したもので差電圧ΔＤが正
電圧しきい値Ｖthより大きい場合第１のコンパレータ１
２ａは正電圧＋ＶC を出力する。ΔＤがＶthより小さい
場合第１のコンパレータ１２ａの出力電圧は０Ｖとな
る。同様にΔＤが−Ｖthより低い場合第２のコンパレー
タ１２ｂは負電圧−ＶC を出力する。
電圧しきい値Ｖthより大きい場合第１のコンパレータ１
２ａは正電圧＋ＶC を出力する。ΔＤがＶthより小さい
場合第１のコンパレータ１２ａの出力電圧は０Ｖとな
る。同様にΔＤが−Ｖthより低い場合第２のコンパレー
タ１２ｂは負電圧−ＶC を出力する。
【００２１】第１のコンパレータ１２ａの出力と第２の
コンパレータ１２ｂの出力は電流ドライバ１３に接続さ
れており、第１と第２のコンパレータ１２ａ、１２ｂ出
力が共に０Ｖの時、電流ドライバはあるバイアス電流を
サーモクーラ１４に流しレーザダイオード３の温度を２
５℃に保持する。次に正電圧＋ＶC の時、電流ドライバ
１３はサーモクーラ１４に流す電流を減少させる。又−
ＶC の時、電流ドライバ１３はサーモクーラ１４に流す
電流を増加させる。このようにしてサーモクーラ１４は
電流の増減によりレーザダイオードの温度を一定に保持
する。
コンパレータ１２ｂの出力は電流ドライバ１３に接続さ
れており、第１と第２のコンパレータ１２ａ、１２ｂ出
力が共に０Ｖの時、電流ドライバはあるバイアス電流を
サーモクーラ１４に流しレーザダイオード３の温度を２
５℃に保持する。次に正電圧＋ＶC の時、電流ドライバ
１３はサーモクーラ１４に流す電流を減少させる。又−
ＶC の時、電流ドライバ１３はサーモクーラ１４に流す
電流を増加させる。このようにしてサーモクーラ１４は
電流の増減によりレーザダイオードの温度を一定に保持
する。
【００２２】
【発明の効果】以上のようにこの発明によればサーモク
ーラによる発光素子の温度調整を光出力波形の平均値と
ピーク値から制御するようにしたので、発光素子の特性
に直結した温度性能の良いものが得られる効果がある。
ーラによる発光素子の温度調整を光出力波形の平均値と
ピーク値から制御するようにしたので、発光素子の特性
に直結した温度性能の良いものが得られる効果がある。
【図１】この発明の一実施例による光送信器を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】この発明の一実施例によるレーザダイオードの
特性を示す図である。
特性を示す図である。
【図３】この発明の一実施例によるコンパレータ入出力
特性を示す図である。
特性を示す図である。
【図４】従来の光送信器を示すブロック図である。
【図５】従来のレーザダイオードの特性を示す図であ
る。
る。
１ 入力端子 ２ 変調器 ３ レーザダイオード ４ フォトダイオード ５ レーザダイオード・フォトダイオード ６ バイアス電源 ７ ピーク値検出回路 ８ バイアス電流源 ９ 電流増巾器 １０ 平均値検出回路 １１ 基準電圧源 １２ コンパレータ １３ 電流ドライバ １４ サーモクーラ １６ 第１の電流源 １７ 第２の電流源 １８ スイッチ回路 １９ コンデンサ
Claims (1)
- 【請求項１】 発光素子と、この発光素子を駆動する変
調器と、上記発光素子の出力光の１部を受光する受光素
子と、この受光素子の出力信号が入力されかつその出力
が平均値検出回路の入力となるピーク値検出回路と、前
記受光素子の出力信号が入力されその平均値を検出する
平均値検出回路と、前記発光素子にバイアス電流を与え
る電流増巾器と、この電流増巾器に基準電流を与えるバ
イアス電流源と、前記平均値検出回路の出力電圧を入力
する第１と第２のコンパレータと、この第１と第２のコ
ンパレータの各々にスレシホールド電圧を与える第１と
第２の基準電圧源と、前記第１と第２のコンパレータ出
力を入力しサーモクーラをドライブする電流ドライバ
と、この電流ドライバの電流によって温度調節をするサ
ーモクーラとを備えたことを特徴とする光送信器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4097840A JPH05299735A (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | 光送信器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4097840A JPH05299735A (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | 光送信器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05299735A true JPH05299735A (ja) | 1993-11-12 |
Family
ID=14202920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4097840A Pending JPH05299735A (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | 光送信器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05299735A (ja) |
-
1992
- 1992-04-17 JP JP4097840A patent/JPH05299735A/ja active Pending
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