JPH0563272A - 半導体レーザ駆動回路 - Google Patents

半導体レーザ駆動回路

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JPH0563272A
JPH0563272A JP22076091A JP22076091A JPH0563272A JP H0563272 A JPH0563272 A JP H0563272A JP 22076091 A JP22076091 A JP 22076091A JP 22076091 A JP22076091 A JP 22076091A JP H0563272 A JPH0563272 A JP H0563272A
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JP
Japan
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pulse width
semiconductor laser
signal
circuit
pulse
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Application number
JP22076091A
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English (en)
Inventor
Shinichiro Wada
真一郎 和田
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 常に入力パルス幅と同一のパルス幅の光信号
を出力することができるようにすること、及び入力信号
のデューティ比に依存することなく、半導体レーザのピ
ーク光出力を一定に制御できるようにすること。 【構成】 入力パルス信号のパルス幅をパルス幅検出回
路16で検出し、半導体レーザ5が出力する光信号をモ
ニタ回路12でモニタして電気信号に変換した信号のパ
ルス幅をパルス幅検出回路13で検出する。その各パル
ス幅検出信号(電圧)V2とV1をパルス幅比較回路1
4で比較し、その差に応じた信号V3によってパルス幅
制御回路11及び定電流源15を制御し、両パルス幅が
一致するように入力パルス信号のパルス幅及び半導体レ
ーザ5の駆動電流を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体レーザを利用
した画像形成装置,光ファイバ通信,光ディスク装置等
に利用する半導体レーザ駆動回路に関する。
【0002】
【従来の技術】上記のような各種の産業分野において半
導体レーザが使用されるようになってきたが、その半導
体レーザを所要のパワーで発光させるための半導体レー
ザ駆動回路として、従来は図2に示すような回路が多用
されていた。
【0003】この図2に示す半導体レーザ駆動回路は、
入力パルス信号のレベルを調整するためのレベルシフト
回路1と、ベースがそれぞれレベルシフト回路1の出力
端子(信号 notφ,φ)に接続されているエミッタ接合
されたトランジスタ2,3と、一端がトランジスタ2の
コレクタに接続され他端が接地された抵抗4と、カソー
ドがトランジスタ3のコレクタに接続されアノードが接
地された半導体レーザ5と、トランジスタ2,3のベー
スに共通に接続された定電流源6とから構成されてい
る。
【0004】そして、入力パルス信号はレベルシフト回
路1に入力し、そのレベルシフト回路1は、入力パルス
信号が“H”(ON)のときに“L”になる信号 notφ
によってトランジスタ2をOFFすると共に、“H”に
なる信号φによってトランジスタ3をONにし、定電流
源6により半導体レーザ5に駆動電流を流して発光さ
せ、入力パルス信号が“L”(OFF)のときにはトラ
ンジスタ3をOFFにして定電流源6による電流をトラ
ンジスタ2側に流すように切り替え、半導体レーザ5の
発光を停止させる。
【0005】従って、一定パルス幅の電気信号がレベル
シフト回路1に入力すると、半導体レーザ5は入力パル
ス信号のパルス幅で光信号を発生する。また、半導体レ
ーザは発振しきい値電流と電流/光量変換効率に温度依
存性があるため、一定の光出力を得るための駆動電流も
温度により変化する。このような半導体レーザの特性に
対処するために、通常はAPC回路(Automatic Powe
r Control circuit:自動光出力制御回路)を用いて、
半導体レーザの光出力を一定値に保つことが行なわれ
る。また、APC回路を構成するために、通常、半導体
レーザの内部に光出力モニタ用のPINホトダイオード
を内蔵している。
【0006】さて、半導体レーザを何らかの信号でON
/OFFしてパルス駆動させる場合、常にAPCをかけ
るためには工夫が必要になる。従来このような半導体レ
ーザをパルス動作させる場合、次の2種類によるAPC
回路の構成が考えられている。第1に、光出力のモニタ
をピークホールドしてAPCをかける方式。第2に、光
出力のモニタを平均化してAPCをかける方式である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図2に
示した従来の半導体レーザ駆動回路は、半導体レーザ固
有の発光時間遅れのばらつきや、半導体レーザ等の回路
部品の特性で経時的に劣化すると、半導体レーザが出力
する光信号のパルス占有率が変動するという問題点があ
る。また、上記第1の方式でAPCをかける場合、変調
する周波数が高い場合、光出力モニタの応答が追いつか
なくなるため、正確なピークホールドをすることが出来
ず、半導体レーザのピーク光出力のAPC動作が得られ
なくなるという欠点を有している。
【0008】さらに、第2の方式でAPCをかける場
合、光出力のモニタを平均化してAPCをかけるため、
例えば変調信号のデューティ比が50%ならば、平均光
出力を1mWになるようにすればピーク光出力は2mW
に制御される。したがって、第1の方式のようにモニタ
の応答速度の問題はない。しかし、変調信号のデューテ
ィ比が一定でない場合には、ピーク光出力の正確なAP
C動作は得られないという欠点を有している。
【0009】この発明はこれらの問題点に鑑みてなされ
たものであり、常に入力パルス幅と同一のパルス幅の光
信号を出力することができる半導体レーザ駆動回路を提
供することを目的とする。また、半導体レーザに対する
入力信号のデューティ比に依存することなく、半導体レ
ーザのピーク光出力を一定に制御できるようにすること
も目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、入力パルス信号により半導体レーザをパ
ルス駆動する半導体レーザ駆動回路において、入力パル
ス信号のパルス幅を検出する第1のパルス幅検出回路
と、半導体レーザが出力する光信号をモニタして電気信
号に変換するモニタ回路と、該回路からの電気信号のパ
ルス幅を検出する第2のパルス幅検出回路と、第1のパ
ルス幅検出回路と第2のパルス幅検出回路によりそれぞ
れ検出されるパルス幅を比較し、両パルス幅が一致する
ように入力パルス信号のパルス幅を制御する回路とを設
けたものである。
【0011】また、上記半導体レーザ駆動回路におい
て、上記第1のパルス幅検出回路と第2のパルス幅検出
回路によりそれぞれ検出されるパルス幅を比較し、両パ
ルス幅が一致するように半導体レーザの駆動電流を制御
する回路も設けるとよい。
【0012】
【作用】この発明にる半導体レーザ駆動回路は、入力信
号のパルス幅を検出する共に半導体レーザが出力する光
信号をモニタして電気信号に変換した信号のパルス幅も
検出し、両パルス幅を比較してそれが一致するように半
導体レーザに対する入力パルス信号のパルス幅を制御す
る。これによって、半導体レーザ固有の発光時間遅れの
ばらつきや、半導体レーザ等の回路部品の特性が経時的
に劣化しても、常に入力するパルス信号のパルス幅と同
一のパルス幅の光信号を半導体レーザが出力することが
できる。さらに、上記両パルス信号のパルス幅が一致す
るように半導体レーザの駆動電流を制御すれば、入力す
るパルス信号のデューティ比に依存することなく、半導
体レーザのピーク光出力を一定にすることができる。
【0013】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して具
体的に説明する。図1は、この発明の一実施例を示す半
導体レーザ駆動回路のブロック回路図であり、図2と対
応する部分には同一符号を付してある。
【0014】この半導体レーザ駆動回路においては、後
述するパルス幅比較器14の出力信号により入力パルス
信号を遅延させるなどしてパルス幅を制御するためのパ
ルス幅制御回路11を設け、そのパルス幅制御回路から
出力されるパルス信号をレベルシフト回路1へ入力させ
てレベルを調整し、その信号が“H”のときに“H”と
なる信号φと“L”になる信号 notφとを出力させるよ
うにしている。このレベルシフト回路1の出力信号φ,
notφ によってオン・オフ制御される電流スイッチング
用トランジスタ2,3と抵抗4及び半導体レーザ5は、
図2に示した従来例と同様に定電流源15とアース間に
接続されている。但し定電流源15は制御端子付きであ
る。
【0015】さらに、この半導体レーザ駆動回路には、
半導体レーザ5が発生する光信号をモニタして、光信号
に応じた電気信号を発生するモニタ用フォトダイオード
12aを備えたモニタ回路である光/電気信号変換回路
12と、その出力信号を電流/電圧変換してそのパルス
幅に応じた電圧V1を発生するパルス幅検出回路13
(第2のパルス幅検出回路)と、入力パルス信号のパル
ス幅に応じた電圧V2を発生するパルス幅検出回路16
(第1のパルス幅検出回路)と、パルス幅検出回路13
からの電圧V1とパルス幅検出回路16からの電圧V2
とを比較し、その差に応じた電圧V3をパルス幅制御回
路11と定電流源15に出力するパルス幅比較器14と
を設けている。
【0016】次に、上記のように構成されたこの実施例
の動作を説明する。図1において、入力パルス信号はパ
ルス幅制御回路11を介してレベルシフト回路1に入力
してレベルシフトされ、レベルシフト回路1は図1に示
した従来例と同様に、入力パルス信号が“H”(ON)
のときにトランジスタ3をONにして定電流源15によ
り半導体レーザ5に駆動電流を流して発光させ、入力パ
ルス信号が“L”(OFF)のときにはトランジスタ3
をOFFにして定電流源15による電流をトランジスタ
2側に流すように切り替え、半導体レーザ5の発光を停
止させる。
【0017】この半導体レーザ5が発光した時に出力す
る光信号は、光/電気信号変換回路12によってモニタ
されて、パルス幅検出回路13により光信号のパルス幅
に応じた電圧V1に変換される。一方、パルス幅検出回
路16は入力信号のパルス幅に応じた電圧V2を出力す
る。そして、これらの電圧V1とV2はパルス幅比較器
14によって比較され、その差に応じた電圧V3がパル
ス幅制御回路11と定電流源15に出力される。
【0018】パルス幅制御回路11は、パルス幅比較器
14の出力レベルが「0」になるように入力パルス信号
のパルス幅を制御してレベルシフト回路1に出力する。
それによって、半導体レーザ5の固有の発光時間遅れの
ばらつきが発生したり、半導体レーザ5等の回路部品の
特性が経時的に劣化しても、半導体レーザ5が出力する
光信号のパルス占有率を一定にすることができる。
【0019】また、半導体レーザ5がパルス駆動される
ため、光/電気信号変換回路12によってモニタされる
光出力のモニタ信号も変動するため、それをパルス幅検
出回路13で平滑化し、その信号をレベル変換して電圧
V1を出力する。パルス幅検出回路16も入力パルス信
号を平滑化し、その信号をレベル変換して電圧V1を出
力する。ここで、平滑化された信号のレベルは、モニタ
信号又は入力パルス信号のデューティ比に比例するた
め、そのデューティ比が小さいときは出力電圧V1,V
2は小さく、デューティ比が大きいときは出力電圧V
1,V2が大きくなる。
【0020】パルス幅比較器14は、電圧V1とV2と
差に応じた電圧V3によって定電流源15も制御し、半
導体レーザ5の駆動電流を制御する。この制御回路は閉
ループを形成しており、電圧V2に電圧V1が一致する
ように、すなわち入力パルス信号とモニタ信号のパルス
幅(デューティ比)が一致するように、半導体レーザ5
の光出力が制御される。
【0021】
【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば半導体レーザ固有の発光時間遅れのばらつきや、半
導体レーザ等の回路部品の特性が経時的に劣化しても、
常に安定した一定のパルス幅の光信号を出力することが
できる。また、入力パルス信号のデューティ比に依存す
ることなく、常に一定のピーク光出力を保つこともでき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す半導体レーザ駆動回
路のブロック回路図である。
【図2】従来の半導体レーザ駆動回路の例を示す回路図
である。
【符号の説明】
1 レベルシフト回路 2,3 電流スイッチ
ング用トランジスタ 4 抵抗 5 半導体レーザ 11 パルス幅制御回路 12 光/電気信号変
換回路(モニタ回路) 12a モニタ用フォトダイオード 13,16 パルス幅検出回路 14 パルス幅比較器 15 定電流源

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力パルス信号により半導体レーザをパ
    ルス駆動する半導体レーザ駆動回路において、 前記入力パルス信号のパルス幅を検出する第1のパルス
    幅検出回路と、前記半導体レーザが出力する光信号をモ
    ニタして電気信号に変換するモニタ回路と、該回路から
    の電気信号のパルス幅を検出する第2のパルス幅検出回
    路と、前記第1のパルス幅検出回路と第2のパルス幅検
    出回路によりそれぞれ検出されるパルス幅を比較し、両
    パルス幅が一致するように前記入力パルス信号のパルス
    幅を制御する回路とを設けたことを特徴とする半導体レ
    ーザ駆動回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体レーザ駆動回路に
    おいて、前記第1のパルス幅検出回路と第2のパルス幅
    検出回路によりそれぞれ検出されるパルス幅を比較し、
    両パルス幅が一致するように前記半導体レーザの駆動電
    流を制御する回路を設けたことを特徴とする半導体レー
    ザ駆動回路。
JP22076091A 1991-08-31 1991-08-31 半導体レーザ駆動回路 Pending JPH0563272A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000033038A1 (fr) * 1998-12-02 2000-06-08 Hamamatsu Photonics K.K. Photodetecteur

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6455837B2 (en) 1998-02-12 2002-09-24 Hamamatsu Photonics K.K. Photodetector apparatus
WO2000033038A1 (fr) * 1998-12-02 2000-06-08 Hamamatsu Photonics K.K. Photodetecteur

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