JPH06112561A - レーザダイオード駆動回路及び光伝送装置 - Google Patents

レーザダイオード駆動回路及び光伝送装置

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、短距離光リンクや加入者系
光通信システム等に用いられる光伝送装置に関し、特に
自動光出力制御を必要としない光伝送装置を提供するこ
とにある。 【構成】 レーザダイオード駆動回路にレーザダイオー
ドのしきい電流値を超えない固定バイアス電流を印加す
る手段を備える。 【効果】 レーザダイオードと、該レーザダイオードを
駆動する電気回路を具備してなる光伝送装置において、
レーザダイオードの発光遅延時間を低減するとともに、
固定レベル識別受信方式によるアンフォーマット光伝送
を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、短距離光リンクや加入
者系光通信システム等に用いられる光伝送装置に関し、
特に自動光出力制御を必要としない光伝送装置の構成に
関する。
【０００２】
【従来の技術】自動光出力制御、すなわち、「レーザダ
イオードの光出力をモニターして、バイアス電流や変調
電流にフィードバックをかけて、温度変動などに起因す
るしきい電流の変化によらずにレーザダイオードから一
定の光出力を得る制御方式」を採用すると、回路構成が
複雑になるという問題がある。
【０００３】そこで近年、零バイアス、あるいは、固定
バイアスによるレーザダイオードの駆動が注目されてい
る。
【０００４】文献１：１９９２年電子情報通信学会技術
報告（光通信システム），ＯＣＳ９２−３０，ｐ３１に
おいて、レーザダイオードの零バイアス駆動と固定レベ
ル識別受信方式によるアンフォーマット光信号伝送が記
載されている。
【０００５】一方、文献２：１９９２年電子情報通信学
会春季大会講演論文集，Ｂ−１００８に、レーザダイオ
ードの固定バイアス駆動実験が記載されている。
【０００６】上記の文献２では、バイアス電流Ｉｂを使
用温度範囲の高温時のレーザダイオードしきい電流値Ｉ
ｔｈと等しくなる（Ｉｂ＝Ｉｔｈ（高温））ように設定
している。 マーク率がほぼ１／２のＮＲＺ信号を受信
するときには、一般に平均受光パワーのレベルで”０”
と”１”を識別するので、温度上昇に伴ってしきい電流
値が上昇し、高温時のレーザダイオード光出力が低下し
てしまうのを避けているのである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、文献２のよ
うに、固定バイアス電流を使用温度範囲の高温時のレー
ザダイオードしきい電流値となるように設定した状態だ
と、固定バイアス電流が使用温度範囲の低温時のレーザ
ダイオードしきい電流値よりも大きくなる（Ｉｂ＞Ｉｔ
ｈ（低温））ため、レーザダイオードへの電気入力信号
がオフの時の光出力レベル（消光レベル）が上昇し、文
献１記載の固定レベル識別受信方式のアンフォーマット
データ光伝送を行う場合の妨げとなる。
【０００８】つまり、受信側の固定識別レベルを高く設
定しなくてはならず、受信側で”１”と識別するために
必要な、レーザダイオードからの最小光パワーが増大し
てしまうのである。
【０００９】また、図２のレーザダイオードの発光遅延
時間の測定例に示すように、レーザダイオードの零バイ
アス駆動を行うと、バイアス電流を印加した場合に比べ
て、発光遅延時間が大きくなってしまう。
【００１０】本発明の目的は、レーザダイオードの発光
遅延時間を小さくするとともに、固定レベル識別受信方
式のアンフォーマット光信号伝送を可能にすることであ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的は、レーザダイ
オードのしきい電流値を超えない固定バイアス電流を印
加する手段を有するレーザダイオード駆動回路で該レー
ザダイオードを駆動することにより達成される。
【００１２】
【作用】レーザダイオードのしきい電流値を超えない固
定バイアス電流を印加することにより、レーザダイオー
ドの発光遅延時間を小さくできる。
【００１３】また、消光レベルを低くすることができる
ので、固定レベル識別受信方式の採用が可能であり、光
受信回路を簡素化できる。
【００１４】さらに、自動光出力制御を行う場合に比べ
て光送信回路が簡素化される。
【００１５】
【実施例】図１は、本発明による光伝送装置の一実施例
である。
【００１６】電気入力信号１が、カレントスイッチ２を
通して、レーザダイオード３に印加される。さらにバイ
アス回路４により、レーザダイオードのしきい電流値Ｉ
ｔｈを超えない固定バイアス電流Ｉｂが、レーザダイオ
ード３に印加される。回路の作製には、Ｓｉバイポーラ
ＩＣプロセスを用いた。
【００１７】レーザダイオード駆動回路５のバイアス電
流は、電源電圧変動１０％、製造プロセスばらつきによ
る抵抗値ばらつき２０％の条件下で、２０度から８０度
の温度範囲において、１．６４ｍＡから２．７５ｍＡの
範囲に収った。
【００１８】一方、レーザダイオード３については、特
性温度が５５度で、２５度におけるしきい電流値が３．
２ｍＡから３．８ｍＡまでの範囲にばらついている場合
に、２０度から８０度の温度範囲において、レーザダイ
オード３のしきい電流が２．９２ｍＡから１０．３３ｍ
Ａの範囲に収まる。
【００１９】レーザダイオード３をレーザダイオード駆
動回路５の近くに置いて両者の温度をほぼ等しくするこ
とにより、２０度から８０度の全温度範囲において、図
２に示すように、レーザダイオード３のしきい電流値ば
らつき、温度変化に伴うしきい電流値変化といったレー
ザダイオード３の特性とは無関係に、レーザダイオード
駆動回路５の側で、実際に、バイアス電流をレーザダイ
オードのしきい電流値より小さく設定できる。
【００２０】図１の実施例において、レーザダイオード
駆動回路のバイアス電流値がレーザダイオードのしきい
電流値を超えないために、消光レベルは自然放出光程度
であり約−３０ｄＢｍである。
【００２１】したがって、例えば、本明細書の従来の技
術で引用した文献１に記載の固定レベル識別光受信機を
用いて、アンフォーマット光伝送を行える。
【００２２】また、図３（ａ）の例に示すように、レー
ザダイオードのしきい電流値２．８ｍＡより小さいバイ
アス電流２．０ｍＡ印加することにより、発光遅延時間
を零バイアス駆動の場合に比べて約１／７程度にでき
る。
【００２３】図３に、レーザダイオードの特性例を示
す。図３（ａ）は、レーザダイオード駆動電流Ｉｄを２
０ｍＡに固定し、温度２５度でバイアス電流Ｉｂを変化
させた場合の、発光遅延時間Ｔｄとｌｎ（（Ｉｄ−Ｉ
ｂ）／（Ｉｄ−Ｉｔｈ））の関係を示す。２５度におけ
るしきい電流値Ｉｔｈは、２．８ｍＡである。
【００２４】Ｉｂが１．０ｍＡよりも大きくなったあた
りから、発光遅延時間の増大率が小さくなっている。こ
のポイントは、図３（ｂ）の静特性グラフ（順方向電圧
及び抵抗のバイアス電流依存性）と見比べると、Ｉｂ−
Ｖプロットのしきい電圧値Ｖｔｈに対応した電流値付近
であることがわかる。
【００２５】したがって、Ｉｂ−Ｖプロットのしきい電
圧値Ｖｔｈに対応した電流値以上の範囲でバイアス電流
を設定すると、レーザダイオードの温度変化などに伴う
発光遅延時間のばらつきを特に小さくできる。
【００２６】図１の実施例では、レーザダイオード駆動
回路の作製にＳｉバイポーラを選んだが、それ以外のバ
イポーラ系やＭＯＳ系やＦＥＴ系でもよい。
【００２７】また、レーザダイオードはｐ基板上のもの
でも、ｎ基板上のものでもよい。
【００２８】しきい電流値より小さく、Ｖｔｈに対応し
た電流値より大きいバイアス電流を印加する例を記した
が、これは、限定を加えるものではなく、システム要求
次第で、Ｖｔｈに対応した電流値より小さいバイアス電
流で構わない。
【００２９】図１に示した実施例のレーザダイオード駆
動回路を、本明細書記載の文献１のようにモノリシック
アレイ化することもありうる。
【００３０】さらに、レーザダイオード駆動回路の固定
バイアス電流に、レーザダイオードの特性とは無関係な
特性、例えば、意図的に温度特性を持たせるたりするこ
ともありうる。
【００３１】
【発明の効果】短距離光リンクや加入者系光通信システ
ム等において、レーザダイオードの立上りスキューを低
減し、固定識別レベル受信を行える。
【００３２】また、光送受信回路を簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光伝送装置の一実施例。
【図２】しきい電流とバイアス電流の関係例。
【図３】レーザダイオードの特性例。
【符号の説明】
１…電気入力信号、２…カレントスイッチ、３…レーザ
ダイオード ４…バイアス回路、５…レーザダイオード駆動回路。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】レーザダイオードのしきい電流値を超えな
    い固定バイアス電流を印加する手段を有するレーザダイ
    オード駆動回路。
  2. 【請求項２】請求項１記載のレーザダイオード駆動回路
    と固定レベル識別光受信機を具備してなることを特徴と
    する光伝送装置。
  3. 【請求項３】レーザダイオードアレイのそれぞれのしき
    い電流値を超えない固定バイアス電流を印加する手段を
    有するレーザダイオード駆動回路アレイ。
  4. 【請求項４】請求項３記載のレーザダイオード駆動回路
    アレイと固定レベル識別光受信機アレイを具備してなる
    ことを特徴とする並列光伝送装置。
  5. 【請求項５】レーザダイオードのしきい電流値より小さ
    く、該レーザダイオードのビルトインポテンシャルに対
    応する電流値よりも大きな、固定バイアス電流を印加す
    る手段を有するレーザダイオード駆動回路。
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