JPH0556034B2 - - Google Patents
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- JPH0556034B2 JPH0556034B2 JP58199869A JP19986983A JPH0556034B2 JP H0556034 B2 JPH0556034 B2 JP H0556034B2 JP 58199869 A JP58199869 A JP 58199869A JP 19986983 A JP19986983 A JP 19986983A JP H0556034 B2 JPH0556034 B2 JP H0556034B2
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- optical output
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 34
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
- H01S5/06832—Stabilising during amplitude modulation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、光通信における半導体レーザの光出
力を安定化させる方式に関するものである。
力を安定化させる方式に関するものである。
従来、光通信に使用される半導体レーザ（以
下、LDと略記）は、駆動電流に対する光出力の
直線性が悪いため、被伝送信号で光強度を直接変
調するアナログ変調方式はあまり用いられていな
かつたが、近年においては直線性の向上に伴つて
アナログ変調方式を用いる試みがなされつつあ
る。
下、LDと略記）は、駆動電流に対する光出力の
直線性が悪いため、被伝送信号で光強度を直接変
調するアナログ変調方式はあまり用いられていな
かつたが、近年においては直線性の向上に伴つて
アナログ変調方式を用いる試みがなされつつあ
る。
しかし、直線性は向上したものの、LDは温度
変動或いは経年変化等により、しきい値電流が変
化するため、光出力を安定化する自動制御回路を
設けるのが一般的である。
変動或いは経年変化等により、しきい値電流が変
化するため、光出力を安定化する自動制御回路を
設けるのが一般的である。
第１図は駆動電流対光出力特性を示した特性図
であり、実線は低温或は初期における特性を示
し、破線は高温或は経年変化後における特性を示
している。
であり、実線は低温或は初期における特性を示
し、破線は高温或は経年変化後における特性を示
している。
第１図において、駆動電流Ｉを増加させるとし
きい値電流Ithの点でLDはレーザ発振を開始し、
その光出力が急激に増加する。そこで、Ith以上
の領域でバイアス電流Ibを設定し、信号電流（伝
送信号）Isにより変調をかけると、IB、ISに対応
する光出力PB、PSが得られる。しかし、温度上
昇により、しきい値電流IthがIth′に上昇するた
め、バイアス電流Ibを一定にしておくと平均光出
力PBが低下したり、しきい値以下になつて十分
な変調が得られなくなる。そこで、従来から光出
力をモニタし、その平均値を検出して平均光出力
PBが一定となるようにバイアス電流を制御する
方法が一般的に行われている。すなわち第１図に
おいてIbをIb′に移し、平均光出力PBが変化しな
いように制御する方法である。
きい値電流Ithの点でLDはレーザ発振を開始し、
その光出力が急激に増加する。そこで、Ith以上
の領域でバイアス電流Ibを設定し、信号電流（伝
送信号）Isにより変調をかけると、IB、ISに対応
する光出力PB、PSが得られる。しかし、温度上
昇により、しきい値電流IthがIth′に上昇するた
め、バイアス電流Ibを一定にしておくと平均光出
力PBが低下したり、しきい値以下になつて十分
な変調が得られなくなる。そこで、従来から光出
力をモニタし、その平均値を検出して平均光出力
PBが一定となるようにバイアス電流を制御する
方法が一般的に行われている。すなわち第１図に
おいてIbをIb′に移し、平均光出力PBが変化しな
いように制御する方法である。
ところが、上記のような光出力安定化方式で
は、バイアス電流しか制御しないために次のよう
な問題点がある。すなわち、LDは温度変化或は
経年変化により、しきい値が変化するばかりでな
く、外部微分量子効率、すなわち駆動電流に対す
る光出力の変化の割合も変化する。従つて、第１
図において信号電流が一定であると温度上昇に伴
つて光信号がPsからPs′のように変化し、光信号
振幅が小さくなつてしまう。これは、変調度が低
下したことに相当するので受信側で復調した場合
にはＳ／Ｎの低下を招くという欠点がある。ま
た、逆に、低温で外部微分量子効率が大きくなつ
た場合、変調度が大きくなり、歪が増大するとい
う欠点がある。
は、バイアス電流しか制御しないために次のよう
な問題点がある。すなわち、LDは温度変化或は
経年変化により、しきい値が変化するばかりでな
く、外部微分量子効率、すなわち駆動電流に対す
る光出力の変化の割合も変化する。従つて、第１
図において信号電流が一定であると温度上昇に伴
つて光信号がPsからPs′のように変化し、光信号
振幅が小さくなつてしまう。これは、変調度が低
下したことに相当するので受信側で復調した場合
にはＳ／Ｎの低下を招くという欠点がある。ま
た、逆に、低温で外部微分量子効率が大きくなつ
た場合、変調度が大きくなり、歪が増大するとい
う欠点がある。
本発明は上述した従来の欠点に鑑みなされたも
ので、その目的は平均光出力のみでなく信号光出
力をも安定させることができる半導体レーザの出
力安定化方式を提供することにある。
ので、その目的は平均光出力のみでなく信号光出
力をも安定させることができる半導体レーザの出
力安定化方式を提供することにある。
本発明は、被伝送信号に所定周波数および所定
レベルのパイロツト信号を混合し、この混合出力
信号により半導体レーザを直接変調し、その変調
出力光の平均値および変調出力光に含まれるパイ
ロツト信号のレベルが一定となるように半導体レ
ーザのバイアス電流および被伝送信号とパイロツ
ト信号との混合出力信号の利得を制御することに
より上記目的を達成したものである。
レベルのパイロツト信号を混合し、この混合出力
信号により半導体レーザを直接変調し、その変調
出力光の平均値および変調出力光に含まれるパイ
ロツト信号のレベルが一定となるように半導体レ
ーザのバイアス電流および被伝送信号とパイロツ
ト信号との混合出力信号の利得を制御することに
より上記目的を達成したものである。
以下、図示する実施例に基づき本発明を詳細に
説明する。
説明する。
第２図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
あつて、１は被伝送信号入力端子、２は被伝送信
号とパイロツト信号との混合回路、３は利得可変
増幅器或は減衰器、４はLD駆動回路、５はパイ
ロツト信号発振器、６は比較増幅器、７はピーク
値検出回路、８はバンドパスフイルタ、９は直流
増幅器、１０はLDの出力光のモニタ用受光素子、
１１はLD、１２は比較増幅器、１３は平均値検
出器、１４はLD１１のバイアス電流供給回路、
１５，１６は基準電圧源である。なお、LD駆動
回路はバイアス電流供給回路１４に含めて構成さ
れることもある。
あつて、１は被伝送信号入力端子、２は被伝送信
号とパイロツト信号との混合回路、３は利得可変
増幅器或は減衰器、４はLD駆動回路、５はパイ
ロツト信号発振器、６は比較増幅器、７はピーク
値検出回路、８はバンドパスフイルタ、９は直流
増幅器、１０はLDの出力光のモニタ用受光素子、
１１はLD、１２は比較増幅器、１３は平均値検
出器、１４はLD１１のバイアス電流供給回路、
１５，１６は基準電圧源である。なお、LD駆動
回路はバイアス電流供給回路１４に含めて構成さ
れることもある。
以上の構成において、入力端子１から入力され
た被伝送信号（アナログ信号）は、混合回路２に
おいて所定周波数および所定レベルのパイロツト
信号と混合され、さらに増幅器３により所要の振
幅に増幅されたのち、LD駆動回路４で電流信号
に変換され、LD１１に供給される。これにより、
LD１１は被伝送信号とパイロツト信号との混合
出力信号に対応した光出力を発生する。この光出
力は受信側に伝送されるが、受光素子１０にも入
射されて電気信号に変換される。そして、受光素
子１０の出力信号は直流増幅器９で所要の電圧或
は電流値まで増幅されたのち、平均値検出器１３
でその振幅の平均値が検出される。この平均値は
基準電圧電源１６から出力される基準電圧と比較
増幅器１２で比較増幅される。そしてこの比較信
号に応じてLD１１に対するバイアス電流がバイ
アス電流供給回路１４から発生される。この場
合、平均値検出器１３で検出された平均値はLD
１１の光出力の平均値と比例するため、LD１１
の平均光出力が増大すればLD１１のバイアス電
流を減少させ、LD１１の平均光出力が減少すれ
ばバイアス電流を増大するように比較増幅器１２
およびバイアス電流供給回路１４は動作する。こ
れにより、LD１１の平均光出力は一定に保たれ
る。
た被伝送信号（アナログ信号）は、混合回路２に
おいて所定周波数および所定レベルのパイロツト
信号と混合され、さらに増幅器３により所要の振
幅に増幅されたのち、LD駆動回路４で電流信号
に変換され、LD１１に供給される。これにより、
LD１１は被伝送信号とパイロツト信号との混合
出力信号に対応した光出力を発生する。この光出
力は受信側に伝送されるが、受光素子１０にも入
射されて電気信号に変換される。そして、受光素
子１０の出力信号は直流増幅器９で所要の電圧或
は電流値まで増幅されたのち、平均値検出器１３
でその振幅の平均値が検出される。この平均値は
基準電圧電源１６から出力される基準電圧と比較
増幅器１２で比較増幅される。そしてこの比較信
号に応じてLD１１に対するバイアス電流がバイ
アス電流供給回路１４から発生される。この場
合、平均値検出器１３で検出された平均値はLD
１１の光出力の平均値と比例するため、LD１１
の平均光出力が増大すればLD１１のバイアス電
流を減少させ、LD１１の平均光出力が減少すれ
ばバイアス電流を増大するように比較増幅器１２
およびバイアス電流供給回路１４は動作する。こ
れにより、LD１１の平均光出力は一定に保たれ
る。
一方、受光素子１０で検出された光出力信号の
うちパイロツト信号成分がバンドパスフイルタ８
で抽出され、ピーク値検出回路７でそのピーク値
が検出され、パイロツト信号レベルに比例した直
流電圧が発生される。この直流電圧は比較増幅器
６で基準電圧電源１５から発生される直流電圧と
比較増幅されたのち利得可変増幅器３の利得制御
端子に入力される。LD１１の光出力信号に含ま
れるパイロツト信号レベルが減少すれば、これに
比例してピーク値検出回路７の出力電圧も下がる
ため、比較増幅器６を通じて利得可変増幅器３の
利得を増大させるように制御される。これによ
り、LD１１におけるパイロツト信号の光出力レ
ベルは一定に保たれる。この場合、増幅器３は被
伝送信号もパイロツト信号も同じ利得で増幅する
ので被伝送信号の光出力レベルも一定に保たれ
る。
うちパイロツト信号成分がバンドパスフイルタ８
で抽出され、ピーク値検出回路７でそのピーク値
が検出され、パイロツト信号レベルに比例した直
流電圧が発生される。この直流電圧は比較増幅器
６で基準電圧電源１５から発生される直流電圧と
比較増幅されたのち利得可変増幅器３の利得制御
端子に入力される。LD１１の光出力信号に含ま
れるパイロツト信号レベルが減少すれば、これに
比例してピーク値検出回路７の出力電圧も下がる
ため、比較増幅器６を通じて利得可変増幅器３の
利得を増大させるように制御される。これによ
り、LD１１におけるパイロツト信号の光出力レ
ベルは一定に保たれる。この場合、増幅器３は被
伝送信号もパイロツト信号も同じ利得で増幅する
ので被伝送信号の光出力レベルも一定に保たれ
る。
なお、本実施例においては、パイロツト信号も
光伝送されるため、受信側においてパイロツト信
号を除去する必要があるが、パイロツト信号周波
数を被伝送信号の帯域外に設定すれば光受信器に
低域通貨または高域通過フイルタを設けることに
より簡単に除去することが可能である。
光伝送されるため、受信側においてパイロツト信
号を除去する必要があるが、パイロツト信号周波
数を被伝送信号の帯域外に設定すれば光受信器に
低域通貨または高域通過フイルタを設けることに
より簡単に除去することが可能である。
このように、LD１１の平均光出力と信号光出
力とが一定となるように自動制御されるので、温
度変化や経年変化によりLD１１のしきい値電流
或は外部微分量子効率が変化しても安定した光出
力を得ることができる。
力とが一定となるように自動制御されるので、温
度変化や経年変化によりLD１１のしきい値電流
或は外部微分量子効率が変化しても安定した光出
力を得ることができる。
なお、直流増幅器９は省略しても同様の効果が
得られる。また、受信側で用いる回線監視域は
AGC用のパイロツト信号を本発明におけるLDの
光出力安定化のためのパイロツト信号として用い
ることも可能である。この場合にはパイロツト信
号発生器を兼用でき、回路の簡素化を図れる。
得られる。また、受信側で用いる回線監視域は
AGC用のパイロツト信号を本発明におけるLDの
光出力安定化のためのパイロツト信号として用い
ることも可能である。この場合にはパイロツト信
号発生器を兼用でき、回路の簡素化を図れる。
以上説明したように本発明によれば、LDの平
均光出力と信号光出力の両方を同時に制御するよ
うにしたため、光出力におけるバイアス点及び信
号振幅が常に一定に保たれ、被伝送信号の歪が増
大することがほとんどなく、かつ、受信側でＳ／
Ｎ劣下を引き起こすことがないという優れた効果
がある。
均光出力と信号光出力の両方を同時に制御するよ
うにしたため、光出力におけるバイアス点及び信
号振幅が常に一定に保たれ、被伝送信号の歪が増
大することがほとんどなく、かつ、受信側でＳ／
Ｎ劣下を引き起こすことがないという優れた効果
がある。
第１図は半導体レーザの電流一光出力特性を示
す特性図、第２図は本発明の一実施例を示すブロ
ツク図である。 １……破伝送信号入力端子、２……混合回路、
３……利得可変増幅器（或は減衰器）、４……LD
駆動回路、５……パイロツト発振器、６，１２…
…比較増幅器、７……ピーク値検出器、８……バ
ンドパスフイルタ、９……直流増幅器、１０……
受光素子、１１……半導体レーザ、１３……平均
値検出回路、１４……LDバイアス電流供給回路、
１５，１６……基準電圧電源。
す特性図、第２図は本発明の一実施例を示すブロ
ツク図である。 １……破伝送信号入力端子、２……混合回路、
３……利得可変増幅器（或は減衰器）、４……LD
駆動回路、５……パイロツト発振器、６，１２…
…比較増幅器、７……ピーク値検出器、８……バ
ンドパスフイルタ、９……直流増幅器、１０……
受光素子、１１……半導体レーザ、１３……平均
値検出回路、１４……LDバイアス電流供給回路、
１５，１６……基準電圧電源。
Claims (1)
- １ アナログ被伝送信号に所定周波数および所定
レベルのパイロツト信号を混合し、この混合信号
を利得制御手段を介して半導体レーザに加えるこ
とにより該半導体レーザから出力される光信号を
直接変調し、該半導体レーザから出力される変調
出力光の平均値に対応して該平均値が一定となる
ように半導体レーザのバイアス電流を制御すると
ともに、該変調出力光から前記パイロツト信号を
抽出して、該抽出したパイロツト信号のレベルが
一定になるように前記利得制御手段を制御するこ
とを特徴とする半導体レーザの出力安定化方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58199869A JPS6091687A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 半導体レ−ザの出力安定化方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58199869A JPS6091687A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 半導体レ−ザの出力安定化方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6091687A JPS6091687A (ja) | 1985-05-23 |
| JPH0556034B2 true JPH0556034B2 (ja) | 1993-08-18 |
Family
ID=16414985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58199869A Granted JPS6091687A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 半導体レ−ザの出力安定化方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6091687A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4677632A (en) * | 1985-10-28 | 1987-06-30 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Coupled loop controller for a laser transmitter |
| US4995045A (en) * | 1990-02-01 | 1991-02-19 | Northern Telecom Limited | Laser control circuit |
| JP3059041B2 (ja) * | 1994-02-18 | 2000-07-04 | 沖電気工業株式会社 | 光送信回路 |
| JPH11127119A (ja) * | 1997-10-21 | 1999-05-11 | Kokusai Electric Co Ltd | 光伝送装置及び光伝送方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54140886A (en) * | 1978-04-25 | 1979-11-01 | Fujitsu Ltd | Photo-output stabilizing circuit |
| JPS5583280A (en) * | 1978-12-20 | 1980-06-23 | Fujitsu Ltd | Output stabilizing system for semiconductor laser |
| JPS56104583A (en) * | 1980-01-24 | 1981-08-20 | Hitachi Ltd | Picture signal modulating device of semiconductor laser |
-
1983
- 1983-10-25 JP JP58199869A patent/JPS6091687A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54140886A (en) * | 1978-04-25 | 1979-11-01 | Fujitsu Ltd | Photo-output stabilizing circuit |
| JPS5583280A (en) * | 1978-12-20 | 1980-06-23 | Fujitsu Ltd | Output stabilizing system for semiconductor laser |
| JPS56104583A (en) * | 1980-01-24 | 1981-08-20 | Hitachi Ltd | Picture signal modulating device of semiconductor laser |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6091687A (ja) | 1985-05-23 |
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