JPH0648896Y2 - 半導体レーザの駆動回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は半導体レーザの光出力を一定になすべく自動調
整する半導体レーザの駆動回路に関するものである。

〔従来技術〕

第３図は半導体レーザの光出力を一定になすべく自動調
整する従来の半導体レーザの駆動回路である。制御電源
の電源端子VDDと接地端子GNDとの間にはカソードを電源
端子VDDと接続していて半導体レーザLD内に設けられ後
方光を受光するモニタ用PINダイオードである。内部受
光素子MDと、抵抗R1と第１の可変抵抗VR1との直列回路
が接続されており、その直列回路には抵抗R2とカソード
を接地端子GNDと接続しているツェナーダイオードZDと
の直列回路が並列接続されている。なお、内部受光素子
MDは回路に接離可能になっている。そして第１の可変抵
抗VR1の抵抗可変端子VR1aは接地端子GNDと接続されてい
る。ツェナーダイオードZDには第２の可変抵抗VR2が並
列接続されており、その抵抗可変端子VR2aは抵抗R3を介
して比較器0P1の正入力端子＋と接続されている。前記
正入力端子＋と接地端子GNDとの間には平滑用コンデン
サC1が接続されている。前記内部受光素子MDと抵抗R1と
の接続中間点は抵抗R4を介して比較器0P1の負入力端子
−と接続されており、比較器0P1の出力端子と負入力端
子−との間には、周波数安定要のコンデンサC2と抵抗R5
との並列回路が接続されている。また比較器0P1の出力
端子は抵抗R6を介して半導体レーザLDの動作電流を制御
するトランジスタTRのベースと接続されており、そのベ
ースは抵抗R7を介して接地端子GNDと接続されている。
トランジスタTRのコレクタは、電源端子VDDとアノード
を接続している半導体レーザLDと抵抗R8との直列回路を
介して電源端子VDDと接続されている。なお半導体レー
ザLDは回路に対して切離可能になっている。トランジス
タTRのエミッタは抵抗R9を介して接地端子GNDと接続さ
れている。また電源端子VDDと接地端子GNDとの間には平
滑用コンデンサC3が接続されている。

次にこの半導体レーザの駆動回路の動作を説明する。

電源端子VDDと接地端子GNDとの間に図示しない制御電源
を接続した後、第２の可変抵抗VR2を操作して半導体レ
ーザLDの光出力を所定値になす抵抗値に調整する。続い
て半導体レーザLDの光出力を所定値となすべくパワーメ
ータでモニタしながら、第１の可変抵抗VR1を操作して
内部受光素子MDの感度を調整して比較器0P1の正入力端
子＋に与えている電圧と等しい電圧をその負入力端子−
に与える。それにより、比較器0P1は第２の可変抵抗VR2
で与えられた基準電圧と、内部受光素子MDで出力電圧と
を比較して、その出力電圧が小さい場合は半導体レーザ
LDの動作電流を増加すべく、反対に出力電圧が大きい場
合は半導体レーザLDの動作電流を減少すべくトランジス
タTRを制御し、半導体レーザの光出力が一定になるよう
自動調整される。

これとは別に第４図に示すように、半導体レーザLDの前
方光を検出すべく半導体レーザLDの外部に外部受光素子
SDを設けて、その出力電圧を基準電圧と比較する比較器
0P1に与え、第３図に示した駆動回路と同様の動作によ
り半導体レーザLDの光出力を一定になすよう自動調整す
る半導体レーザの駆動回路がある。そしてこの第４図の
駆動回路は外部受光素子SDを設けている以外の構成は第
３図の駆動回路の構成と同様となっている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

前述した従来の半導体レーザの駆動回路の前者のものに
あっては、半導体レーザの光出力を所定値に安定させる
べく、先ず光出力をパーワーメータでモニタしながら第
１の可変抵抗VR1を操作して半導体レーザの光出力に対
して所定の出力電圧が得られるように内部受光素子の感
度を調整する。その感度調整後は内部受光素子の出力電
圧に関連して半導体レーザの光出力が所定値に自動調整
される。

それ故、例えば半導体レーザの光出力を一定に保持し
て、レーザ光の性質を測定する等の半導体レーザの検査
をする場合は、検査すべき半導体レーザ個々の内部受光
素子の感度が異なるから、各半導体レーザについて可変
抵抗VR1を先ず操作する必要があり、検査工程の自動化
ができないという問題がある。

また後者のものについては、半導体レーザの前方光をモ
ニタしているから、半導体レーザを実用したときの半導
体レーザの動作電流の制御状態が相異して、レーザ光の
ノイズ又はスペクトル特性の測定値が、実用時と測定時
とでは異なった値を示すという問題がある。

本考案はそのような問題点に鑑み、半導体レーザの光出
力を所定値に自動調整でき、しかも半導体レーザを実用
した場合にレーザ光のノイズ又はスペクトル特性の値が
測定時と異なった値を示すことがない半導体レーザの駆
動回路を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案に係る半導体レーザの駆動回路は、半導体レーザ
の後方光を検出すべく半導体レーザ内に設けた内部受光
素子の出力と第１所定量とを比較し、比較して得た出力
に関連して半導体レーザの動作電流を制御する半導体レ
ーザの駆動回路において、前記半導体レーザの前方光を
受光する外部受光素子と、該外部受光素子の出力と第２
所定量とを比較する比較器と、該比較器の出力によれば
アップダウン切換動作するアップダウンカウンタと、該
アップダウンカウンタの出力をアナログ変換するデジタ
ル／アナログコンバータとを備え、前記内部受光素子の
出力と前記第１所定量であるデジタル／アナログコンバ
ータの出力とを比較する構成としたことを特徴とする。

〔作用〕

半導体レーザの前方光を外部受光素子が受光して得た出
力と第２所定量とを比較した出力がアップダウンカウン
タに与えられる。アップダウンカウンタは与えられた出
力が大きいとダウンカウントし、小さいとアップカウン
トする。アップダウンカウンタのデジタル出力はデジタ
ル／アナログコンバータによりアナログ変換される。第
１所定量であるデジタル／アナログコンバータの出力と
半導体レーザの後方光を検出した内部受光素子の出力と
が比較され、その比較結果に基づいて半導体レーザの動
作電流が制御される。

これにより、半導体レーザの内部受光素子の感度が自動
調整される。

〔実施例〕

以下本考案をその実施例を示す図面によって詳述する。

第１図は本考案に係る半導体レーザの駆動回路の回路図
である。制御電源の電源端子VDDと接地端子GNDとの間に
は、カソードを電源端子VDDと接続していて半導体レー
ザLD内に設けられた後方光を受光するモニタ用PINダイ
オードたる内部受光素子MDと、抵抗R1との直列回路が接
続されている。なお内部受光素子MDは回路に対して接離
可能になっている。この内部受光素子MDと抵抗R1との接
続中間点は抵抗R4を介して比較器0P1の負入力端子−と
接続されている。比較器0P1の出力端子と負入力端子−
との間には、周波数安定用のコンデンサC2と抵抗R5との
並列回路が接続されている。比較器0P1の出力端子は抵
抗R6を介して、半導体レーザLDの動作電流を制御するト
ランジスタTRのベースと接続され、またベースは抵抗R7
を介して接地端子GNDと接続されている。トランジスタT
Rのコレクタは、アノードを電源端子VDDと接続されてい
る半導体レーザLDと抵抗R8との直列回路を介して電源端
子VDDと接続されている。トランジスタTRのエミッタは
抵抗R9を介して接地端子GNDと接続されている。また電
源端子VDDと接地端子GNDとの間には平滑用のコンデンサ
C3が接続されている。そしてコンデンサC3には、カソー
ドを電源端子VDD接続しており、半導体レーザLDの前方
光を受光すべく半導体レーザLDの外部に設けた外部受光
素子SDと抵抗R10との直列回路が並列接続されている。
そして外部受光素子SDと抵抗R10との接続中間点は抵抗R
11を介して比較器0P2の正入力端子＋と接続されてい
る。比較器0P2の負入力端子−には基準電圧電源10が接
続され、比較器0P2の出力はアップダウンカウンタ（以
下カウンタという）11に与えられている。基準電圧電源
10の基準電圧は半導体レーザLDの光出力を所定値になす
値に選定する。またこのカウンタ11にはクロック発生部
12からはクロック信号が与えられており、カウンタ11の
デジタル出力はデジタル信号をアナログ信号に変換する
デジタル／アナログコンバータ13に与えられている。デ
ジタル／アナログコンバータ13のアナログ信号である出
力電圧は前記比較器0P1の正入力端子＋に与えられてい
る。

このように構成した半導体レーザの駆動回路の動作を説
明する。電源端子VDDと接地端子GNDとの間に図示しない
制御電源を接続すると、接続した時点では比較器0P2の
出力電圧は「Ｌ」であるから、それによってカウンタ11
はアップカウント動作をする。そしてデイジタル／アナ
ログコンバータ13の出力電圧が徐々に増加していき、そ
れにともない比較器0P1の出力電圧が増加して、その電
圧によりトランジスタTRが制御され、半導体レーザLDの
光出力が増加していく。この半導体レーザLDの後方光は
内部受光素子MDが、また前方光は外部受光素子SDが受光
し、夫々の出力電圧が増加する。そして比較器P1に与え
られるデジタル／アナログコンバータ13からの出力電圧
と内部受光素子MDの出力でが比較器0P0で比較されて、
即ち内部受光素子SDの感度が調整される。そして比較結
果による電圧でトランジスタTRが制御されて、半導体レ
ーザLDの光出力が上昇して所定値となる。ところで比較
器0P2に与えられる外部受光素子SDの出力電圧が基準電
圧電源10から与えられる基準電圧以上になると、比較器
0P2の出力電圧は「Ｈ」となりカウンタ11はダウンカウ
ント動作をする。そうすると、デジタル／アナログコン
バータ13の出力電圧が減少して比較器0P1の出力電圧が
減少し半導体レーザLDの光出力が低下し、外部受光素子
SDの出力電圧が減少する。そして外部受光素子SDの出力
電圧が基準電圧電源10の基準電圧より低下すると比較器
0P2の出力電圧は「Ｌ」になりカウンタ11はアップカウ
ント動作に変わる。このような制御動作反復して半導体
レーザLDの光出力が基準電圧電源10の基準電圧に対応し
た所定値に安定することになる。なお、半導体レーザLD
の光出力が安定した後にカウンタ11のカウント動作を停
止させれば、外部受光素子SDにレーザ光を投射しない状
態、例えば取外した状態にしても半導体レーザの光出力
は所定値に保持される。

このように、外部受光素子SDの出力電圧に関連する電圧
と、内部受光素子MDの出力電圧とを比較して半導体レー
ザの動作を電流を制御するから、内部受光素子MDの感度
を自動調整するとともに半導体レーザLDの光出力を所定
値に安定させ得る。したがって、内部受光素子MDの感度
調整操作が不要となり、それ故半導体レーザの光出力を
一定にして行う検査の自動化が図れ、また検査時間の短
縮が図れる。

第２図はカウンタ11にテキサスインスツルメント社製の
カウンタ素子のタイプSN74LS191を用いた場合の使用状
態である。

カウンタ11の接地端子A,B,C,Dを各接地する。出力端子Q
A,QB,QC,QDはデジタル／アナログコンバータ13の入力側
と接続する。入力端子INには前述した比較器0P2の出力
電圧を与える。イネーブル端子ENBにはイネーブル信号
を与え、クロック端子CLには前述したクロック発生部12
からのクロック信号を与える。ロード端子Ｌにはロード
信号を与える。このカウンタ11の場合はロード信号によ
ってカウンタのカウント数を０にした後、クロック信号
を与えればよい。カウンタ11の停止はイネーブル信号又
はクロック信号の停止により行える。

なお、これ以外のカウンタを用いる場合は比較器0P2の
出力電圧をカウンタに応じたアップダウン信号に変換す
ればよい。

本実施例においてはカウンタ11が４ビットである場合を
示したが、複数の同様のカウンタをカスコード接続すれ
ばビット数を増加できて比較器0P1る与える電圧値を微
小変化させることができる。

〔効果〕

以上詳述したように本考案によれば、内部受光素子の感
度が自動的に調整されて半導体レーザの光出力が所定値
に保持され、従来のような可変抵抗の操作が不要とな
る。したがって、光出力を一定にして半導体レーザを検
査する検査工程の自動化を図ることができ、検査の時間
短縮が図れる。また内部受光素子及び外部受光素子の両
出力電圧に基づいて半導体レーザの光出力を制御してい
るから、半導体レーザを実用した場合にレーザ光のノイ
ズ又はスペクトル特性が測定時と相違することがない等
の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る半導体レーザの駆動回路の回路
図、第２図は特定のカウンタ素子を用いたアップダウン
カウンタの使用状態図、第３図及び第４図は従来の半導
体レーザの駆動回路の回路図である。 10……基準電圧電源、11……アップダウンカウンタ、12
……クロック発生部、13……デジタル／アナログコンバ
ータ、0P1,0P2……比較器、MD……内部受光素子、SD…
…外部受光素子

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体レーザの後方光を検出すべく半導体
   レーザ内に設けた内部受光素子の出力と第１所定量とを
   比較し、比較して得た出力に関連して半導体レーザの動
   作電流を制御する半導体レーザの駆動回路において、 前記半導体レーザの前方光を受光する外部受光素子と、
   該外部受光素子の出力と第２所定量とを比較する比較器
   と、該比較器の出力によりアップダウン切換動作するア
   ップダウンカウンタと、該アップダウンカウンタの出力
   をアナログ変換するデジタル／アナログコンバータとを
   備え、前記内部受光素子の出力と前記第１所定量である
   デジタル／アナログコンバータの出力とを比較する構成
   としたことを特徴とする半導体レーザの駆動回路。