JPH0618349B2 - レ−ザ駆動方式 - Google Patents
レ−ザ駆動方式Info
- Publication number
- JPH0618349B2 JPH0618349B2 JP59055755A JP5575584A JPH0618349B2 JP H0618349 B2 JPH0618349 B2 JP H0618349B2 JP 59055755 A JP59055755 A JP 59055755A JP 5575584 A JP5575584 A JP 5575584A JP H0618349 B2 JPH0618349 B2 JP H0618349B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- current
- circuit
- transmission signal
- high frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
-
- 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
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
- H01S5/0427—Electrical excitation ; Circuits therefor for applying modulation to the laser
-
- 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
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/06209—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in single-section lasers
- H01S5/06213—Amplitude modulation
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、半導体レーザ駆動方式に関し、特に高速デイ
ジタル伝送において光出力信号にジツタが発生しないよ
うに、高周波信号を重畳させた半導体レーザ駆動方式に
関するものである。
ジタル伝送において光出力信号にジツタが発生しないよ
うに、高周波信号を重畳させた半導体レーザ駆動方式に
関するものである。
半導体レーザおよび光フアイバを用いたデイジタル伝送
方式では、半導体レーザの発振モードの不安定による雑
音増加が大きな問題である。すなわち、半導体レーザを
発振しきい値以下にバイヤスして、パルス信号を印加す
る変調条件では、半導体レーザは多モードで発振する傾
向にあり、発光パルスごとのモードの分布は変動してい
る。このモード分布の変動による雑音増加を減少させる
対策としては、従来、高周波信号を重畳して半導体レー
ザを変調し、レーザの発振モードを多モード化する方法
がある(米国特許第4357713号公報参照)。この方法に
よれば第1図に示すように、半導体レーザを駆動する信
号源10と、高周波信号源9とを直列CR回路を介して
点14で結合し、信号と高周波信号のワイヤード・オア
をとり、半導体レーザ4に信号電流を流して光を発生さ
せ、光フアイバ11に入射する。このように、高周波信
号を重畳して、あらかじめレーザ4の発振モードを多モ
ード化すると、発振波長やモードの分布が変動している
ときよりも動作が安定する。
方式では、半導体レーザの発振モードの不安定による雑
音増加が大きな問題である。すなわち、半導体レーザを
発振しきい値以下にバイヤスして、パルス信号を印加す
る変調条件では、半導体レーザは多モードで発振する傾
向にあり、発光パルスごとのモードの分布は変動してい
る。このモード分布の変動による雑音増加を減少させる
対策としては、従来、高周波信号を重畳して半導体レー
ザを変調し、レーザの発振モードを多モード化する方法
がある(米国特許第4357713号公報参照)。この方法に
よれば第1図に示すように、半導体レーザを駆動する信
号源10と、高周波信号源9とを直列CR回路を介して
点14で結合し、信号と高周波信号のワイヤード・オア
をとり、半導体レーザ4に信号電流を流して光を発生さ
せ、光フアイバ11に入射する。このように、高周波信
号を重畳して、あらかじめレーザ4の発振モードを多モ
ード化すると、発振波長やモードの分布が変動している
ときよりも動作が安定する。
しかし、第1図に示す従来の方法では、高周波信号と伝
送信号(パルス信号)とが非同期であるため、光出力に
ジツタが生じる欠点がある。
送信号(パルス信号)とが非同期であるため、光出力に
ジツタが生じる欠点がある。
第2図は、従来の高周波重畳信号の電流波形図である。
第2図(a)は伝送信号(パルス号)、第2図(b)(c)は高
周波信号の波形の位相変動を示している。重畳する高周
波信号は、伝送信号と非同期であるため、伝送信号と高
周波信号の位相関係が時間により変化する。すなわち、
レーザ駆動電流の立上りが、第2図(b)から第2図(c)ま
で変動し、最大、高周波信号の周期Tの1/2だけ変わ
る。この立上りの変動は、受信信号のジツタとなるた
め、受信機では、受信信号から抽出したタイミング信号
のジツタが増加し、また受信信号のアイパターン劣化に
伴なって識別マージンが減少することにより、受信電力
対誤り立特性が劣化するという欠点がある。そして、こ
れらの性能劣化は、100Mb/s以上の高速伝送におい
て顕著に現われるため、きわめて問題になつている。
周波信号の波形の位相変動を示している。重畳する高周
波信号は、伝送信号と非同期であるため、伝送信号と高
周波信号の位相関係が時間により変化する。すなわち、
レーザ駆動電流の立上りが、第2図(b)から第2図(c)ま
で変動し、最大、高周波信号の周期Tの1/2だけ変わ
る。この立上りの変動は、受信信号のジツタとなるた
め、受信機では、受信信号から抽出したタイミング信号
のジツタが増加し、また受信信号のアイパターン劣化に
伴なって識別マージンが減少することにより、受信電力
対誤り立特性が劣化するという欠点がある。そして、こ
れらの性能劣化は、100Mb/s以上の高速伝送におい
て顕著に現われるため、きわめて問題になつている。
本発明の目的は、このような従来の問題を解決し、高速
光デジタル伝送においても、光出力信号にジツタが生じ
ない高周波重畳のルーザ駆動方式を提供することにあ
る。
光デジタル伝送においても、光出力信号にジツタが生じ
ない高周波重畳のルーザ駆動方式を提供することにあ
る。
上記目的を達成するため、本発明のレーザ駆動方式で
は、直流バイアス電流に伝送信号電流を重畳した電流で
半導体レーザを駆動するレーザ駆動回路において、上記
伝送信号電流がら、該伝送信号電流と同期しかつ該伝送
信号電流の周波数の整数倍の周波数を有する高周波信号
を抽出する高周波抽出回路と、直流バイアス電流と上記
高周波抽出回路で抽出した高周波信号と上記伝送信号電
流を重畳した電流を生成する駆動回路とを有し、該駆動
回路によって生成した電流によって半導体レーザを駆動
するようにしたことに特徴がある。
は、直流バイアス電流に伝送信号電流を重畳した電流で
半導体レーザを駆動するレーザ駆動回路において、上記
伝送信号電流がら、該伝送信号電流と同期しかつ該伝送
信号電流の周波数の整数倍の周波数を有する高周波信号
を抽出する高周波抽出回路と、直流バイアス電流と上記
高周波抽出回路で抽出した高周波信号と上記伝送信号電
流を重畳した電流を生成する駆動回路とを有し、該駆動
回路によって生成した電流によって半導体レーザを駆動
するようにしたことに特徴がある。
以下、本発明の実施例を、図面により説明する。
第3図は、本発明の一実施例を示すレーザ駆動方式のブ
ロツク図である。
ロツク図である。
第3図において、1は伝送信号の入力端子、2は伝送信
号の入力端子、3は駆動回路、4は半導体レーザ、5は
高周波抽出回路である。
号の入力端子、3は駆動回路、4は半導体レーザ、5は
高周波抽出回路である。
端子1に入力される伝送信号は駆動回路3により駆動電
流信号に交換され、半導体レーザ4に印加される。一
方、端子2に入力される伝送信号は、高周波抽出回路5
に入力することにより、クロツク周波数の整数倍の周波
数を有する高周波信号が抽出される。この高周波信号を
駆動回路3に入力して伝送信号に重畳し、半導体レーザ
4を変調する。この場合、駆動回路3において、伝送信
号と高周波信号とが同期するため、レーザ駆動電流には
ジツタが発生せず、したがつて、光出力波形にもジツタ
は生じない。
流信号に交換され、半導体レーザ4に印加される。一
方、端子2に入力される伝送信号は、高周波抽出回路5
に入力することにより、クロツク周波数の整数倍の周波
数を有する高周波信号が抽出される。この高周波信号を
駆動回路3に入力して伝送信号に重畳し、半導体レーザ
4を変調する。この場合、駆動回路3において、伝送信
号と高周波信号とが同期するため、レーザ駆動電流には
ジツタが発生せず、したがつて、光出力波形にもジツタ
は生じない。
第4図は、第3図における高周波抽出回路の具体的構成
図であり、第5図は第4図の各部の波形を示すタイムチ
ヤートである。
図であり、第5図は第4図の各部の波形を示すタイムチ
ヤートである。
高調波抽出回路5としては、位相同期回路(PLL)、
同調増幅器あるいはフイルタ等の各種方式が考えられる
が、ここでは構成が比較的簡単なフイルタを用いた例を
述べる。
同調増幅器あるいはフイルタ等の各種方式が考えられる
が、ここでは構成が比較的簡単なフイルタを用いた例を
述べる。
第4図の高調波抽出回路は、抵抗R1、コンデンサC1
からなる微分回路101、トランジスタQ1〜Q5抵抗
R2〜R11、コンデンサC2,C3からなる全波整流
回路102、フイルタF1およびトランジスタQ6,Q
7、定電流源Iからなる電流スイツチング回路103で
構成される。
からなる微分回路101、トランジスタQ1〜Q5抵抗
R2〜R11、コンデンサC2,C3からなる全波整流
回路102、フイルタF1およびトランジスタQ6,Q
7、定電流源Iからなる電流スイツチング回路103で
構成される。
端子2のa点には、伝送信号(第5図(a)参照)が入力
される。この伝送信号は、微分回路101で微分され
て、b点では立上りと立下りの点で正および負の両極性
パルスとなる(第5図(a)参照。)次に、金波整流回路
102で整流されることにより、トランジスタQ5のエ
ミツタ出力点Cでは、正極性でかつ振幅がスライスされ
たパルス列となる(第5図(c)参照)この回路102で
は、トランジスタQ3のベース電位よりトランジスタQ
4のベース電位を僅かに高くすることにより、トランジ
スタQ2とQ3に入力する両極性のパルスの出力振幅を
その分け制限している。トランジスタQ5のエミツタ、
整流波形に出力する。この整流信号は、伝送信号の周波
数の高調波成分を豊富に含んでいるため、所望の高調波
に同調しているフイルタF1により、第5図(d)に示す
ような伝送信号の周波数の高調波が取り出される。この
高調波信号は、トランジスタQ6,Q7からなる電流ス
イツチング回路103により波形整形されて、第5図
(e)に示すようなパルス波形となる。この高調波パルス
信号は、伝送信号と重畳すらため第3図の駆動回路3に
入力される。伝送信号を、第5図(a)に示す波形とする
と、高周波パルス信号は第5図(e)に示すように、伝送
信号と完全に同期しており、第2図(b)(a)のようなパル
ス位相の変動がないため、レーザ駆動電流の立上りが変
動することなく、したがって、ジツタは発生しない。特
に、ジツタが急増して波形劣化が生じる100Mb/m以
上の高速デイジタル伝送系において有効である。
される。この伝送信号は、微分回路101で微分され
て、b点では立上りと立下りの点で正および負の両極性
パルスとなる(第5図(a)参照。)次に、金波整流回路
102で整流されることにより、トランジスタQ5のエ
ミツタ出力点Cでは、正極性でかつ振幅がスライスされ
たパルス列となる(第5図(c)参照)この回路102で
は、トランジスタQ3のベース電位よりトランジスタQ
4のベース電位を僅かに高くすることにより、トランジ
スタQ2とQ3に入力する両極性のパルスの出力振幅を
その分け制限している。トランジスタQ5のエミツタ、
整流波形に出力する。この整流信号は、伝送信号の周波
数の高調波成分を豊富に含んでいるため、所望の高調波
に同調しているフイルタF1により、第5図(d)に示す
ような伝送信号の周波数の高調波が取り出される。この
高調波信号は、トランジスタQ6,Q7からなる電流ス
イツチング回路103により波形整形されて、第5図
(e)に示すようなパルス波形となる。この高調波パルス
信号は、伝送信号と重畳すらため第3図の駆動回路3に
入力される。伝送信号を、第5図(a)に示す波形とする
と、高周波パルス信号は第5図(e)に示すように、伝送
信号と完全に同期しており、第2図(b)(a)のようなパル
ス位相の変動がないため、レーザ駆動電流の立上りが変
動することなく、したがって、ジツタは発生しない。特
に、ジツタが急増して波形劣化が生じる100Mb/m以
上の高速デイジタル伝送系において有効である。
100MHZの伝送信号に対し、例えば500MHZの
高周波信号を重畳する場合、高周波信号周囲Tの1/2だ
け位相のずれが生ずると、駆動信号は伝送信号の周期に
対し10%の立上りのずれとなるのに対し、本実施例で
は高周波信号が伝送信号と同期しているので、駆動信号
が立上りのずれは生じない。
高周波信号を重畳する場合、高周波信号周囲Tの1/2だ
け位相のずれが生ずると、駆動信号は伝送信号の周期に
対し10%の立上りのずれとなるのに対し、本実施例で
は高周波信号が伝送信号と同期しているので、駆動信号
が立上りのずれは生じない。
第6図,第7図は、第3図における駆動回路の具体的構
成図であり、第8図は第6図,第7図の入出力波形を示
す図である。
成図であり、第8図は第6図,第7図の入出力波形を示
す図である。
第6図の回路は、伝送信号と高周波信号の乗算回路によ
り駆動信号を出力する場合であり、第7図の回路は、伝
送信号と高周波信号の加算回路により駆動信号を出力す
る場合である。すなわち、第6図の回路では、トランジ
スタQ13,Q14のベースに第8図のBで示す伝送信
号を加え、定電流回路のトランジスタQ15に流れる駆
動電流を、トランジスタQ11,Q12のベースに加わ
る第8図の高周波信号Aによりチョッピングすることに
より、第8図のCに示す高周波重量駆動電流を半導体レ
ーザ4に供給する。直流バイアスはトランジスタQ16
により供給される。また、第7図の回路では、トランジ
シタQ17,Q18のベースに加えられる伝送信号Bを
定電流源回路のトランジスタQ19に流すとともに、並
列に設けられたトランジスタQ20のベースに高周波信
号Aを加え、両信号を加算することにより高周波を重畳
し、得られた信号Dを半導体レーザ4に供給する。トラ
ンジスタQ21は直流バイヤス供給用である。
り駆動信号を出力する場合であり、第7図の回路は、伝
送信号と高周波信号の加算回路により駆動信号を出力す
る場合である。すなわち、第6図の回路では、トランジ
スタQ13,Q14のベースに第8図のBで示す伝送信
号を加え、定電流回路のトランジスタQ15に流れる駆
動電流を、トランジスタQ11,Q12のベースに加わ
る第8図の高周波信号Aによりチョッピングすることに
より、第8図のCに示す高周波重量駆動電流を半導体レ
ーザ4に供給する。直流バイアスはトランジスタQ16
により供給される。また、第7図の回路では、トランジ
シタQ17,Q18のベースに加えられる伝送信号Bを
定電流源回路のトランジスタQ19に流すとともに、並
列に設けられたトランジスタQ20のベースに高周波信
号Aを加え、両信号を加算することにより高周波を重畳
し、得られた信号Dを半導体レーザ4に供給する。トラ
ンジスタQ21は直流バイヤス供給用である。
以上説明したように、本発明によれば、伝送信号あるい
はクロック信号の周波数の整数倍の周知数を有する高周
波信号を伝送信号に重畳して半導体レーザを電流変調す
るために、高速のデイジタル伝送系においても、送出先
パルスにジツタが発生せず、良質な光出力が得られる。
また、この結果、受信器において、受信信号からタイミ
ング信号を再生する場合にも、ジツタの発生が小さく抑
えられる利点があり、半導体レーザを用いる高速光伝送
システムにおいて、きわめて有効である。
はクロック信号の周波数の整数倍の周知数を有する高周
波信号を伝送信号に重畳して半導体レーザを電流変調す
るために、高速のデイジタル伝送系においても、送出先
パルスにジツタが発生せず、良質な光出力が得られる。
また、この結果、受信器において、受信信号からタイミ
ング信号を再生する場合にも、ジツタの発生が小さく抑
えられる利点があり、半導体レーザを用いる高速光伝送
システムにおいて、きわめて有効である。
第1図は従来の高周波重畳信号によるレーザ駆動回路の
構成図、第2図は従来の高周波重畳信号の電流波形図、
第3図は本発明の一実施例を示すレーザ駆動方式のブロ
ツク図、第4図は第3図における高調波抽出回路の具体
的構成図、第5図は第4図の各部の波形を示すタイムチ
ヤート、第6図および第7図は第3図における駆動回路
の具体的構成図、第8図は第6図,第7図の入出力信号
波形図である。 1,2:伝送信号入力端子、3:駆動回路、4:半導体
レーザ、5:高調波抽出回路、101:微分回路、10
2:全波整流回路、103:電流スイツチング回路。
構成図、第2図は従来の高周波重畳信号の電流波形図、
第3図は本発明の一実施例を示すレーザ駆動方式のブロ
ツク図、第4図は第3図における高調波抽出回路の具体
的構成図、第5図は第4図の各部の波形を示すタイムチ
ヤート、第6図および第7図は第3図における駆動回路
の具体的構成図、第8図は第6図,第7図の入出力信号
波形図である。 1,2:伝送信号入力端子、3:駆動回路、4:半導体
レーザ、5:高調波抽出回路、101:微分回路、10
2:全波整流回路、103:電流スイツチング回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高崎 喜孝 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−143658(JP,A) 特開 昭57−169290(JP,A) 特開 昭59−205837(JP,A)
Claims (2)
- 【請求項1】直流バイアス電流に伝送信号電流を重畳し
た電流で半導体レーザを駆動するレーザ駆動回路におい
て、上記伝送信号電流から、該伝送信号電流と同期しか
つ該伝送信号電流の周波数の整数倍の周波数を有する高
周波信号を抽出する高周波信号抽出回路と、直流バイア
ス電流と上記高周波信号抽出回路で抽出した高周波信号
と上記伝送信号電流を重畳した電流を生成する駆動回路
とを有し、該駆動回路によって生成した電流によって半
導体レーザを駆動するようにしたことを特徴とするレー
ザ駆動方式。 - 【請求項2】前記高周波信号抽出回路として、フィル
タ、位相同期回路あるいは同期増幅器を用いることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載のレーザ駆動方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59055755A JPH0618349B2 (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | レ−ザ駆動方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59055755A JPH0618349B2 (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | レ−ザ駆動方式 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60199244A JPS60199244A (ja) | 1985-10-08 |
JPH0618349B2 true JPH0618349B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=13007655
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59055755A Expired - Lifetime JPH0618349B2 (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | レ−ザ駆動方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0618349B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3814583C1 (ja) * | 1988-04-27 | 1989-11-23 | Krone Ag, 1000 Berlin, De | |
IT1274368B (it) * | 1995-03-28 | 1997-07-17 | Pirelli Cavi Spa | Metodo di telecomunicazione ottica con trasmissione e ricezione di canale di servizio |
JP4526767B2 (ja) * | 2003-01-30 | 2010-08-18 | 三菱電機株式会社 | 光半導体装置および光伝送装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57169290A (en) * | 1981-04-13 | 1982-10-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Photopulse modulating device |
JPS58143658A (ja) * | 1982-02-19 | 1983-08-26 | Hitachi Cable Ltd | デ−タ伝送システム |
JPS59205837A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-11-21 | Nec Corp | パルス光変調方法 |
-
1984
- 1984-03-23 JP JP59055755A patent/JPH0618349B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS60199244A (ja) | 1985-10-08 |
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