JPH067609B2 - 発光素子の駆動回路 - Google Patents

発光素子の駆動回路

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JPH067609B2
JPH067609B2 JP20408585A JP20408585A JPH067609B2 JP H067609 B2 JPH067609 B2 JP H067609B2 JP 20408585 A JP20408585 A JP 20408585A JP 20408585 A JP20408585 A JP 20408585A JP H067609 B2 JPH067609 B2 JP H067609B2
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transistor
light
voltage
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semiconductor laser
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泰明 井上
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Sanyo Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/0683Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters

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  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明はAPC(定出力制御)及びACC(定電流制
御)の両動作が可能な発光素子の駆動回路に関する。
(ロ) 従来の技術 現在、コンパクトディスク、ビデオディスク等の光源と
して広く半導体レーザが使用されている。斯る半導体レ
ーザは熱等の影響によりその出力特性が変化するため、
その特性測定のためにAPC回路が用いられている。
第2図は特願昭59−217853号で提案されたAP
C回路の一例を示す。
斯る回路は半導体レーザLDを駆動するための駆動部
(110)と、上記半導体レーザLDから放出されるレー
ザ光を受光する受光素子PINの受光量に基づき電圧信
号を発生する光検出部(120)と、該光検出部からの電
圧信号と予め定められた基準電圧とを比較し、上記駆動
部(110)における半導体レーザLDへの印加電流を制
御するための比較信号を発生する電圧比較部(130)
と、トランジスタTRのエミッタと受光素子PINの
アノードとの間に接続されたコンデンサCとからな
る。
上記駆動部(110)はトランジスタTR、TR、T
、コンデンサC、抵抗R〜Rを備え、トラン
ジスタTRのコレクタ側は電源端子Vccに接続さ
れ、エミッタ側は抵抗Rを介してグランドに接続され
ると共に抵抗Rを介してトランジスタTRのベース
に接続されている。また、上記トランジスタTRのベ
ース側には夫々その一端が設置されたコンデンサC
抵抗Rが接続され、エミッタ側は一端を接地された抵
抗Rが接続されると共にトランジスタTRのベース
に接続されている。斯るトランジスタTRのエミッタ
側には一端が接地された抵抗Rが接続されている。更
に上記トランジスタTR、TRのコレクタ側は共に
半導体レーザLDのカソード側に接続されている。
上記光検出部(120)は受光素子PIN、抵抗R6〜R9、可変抵抗
VR1、VR2、オペアンプOPを備え、受光ダイオ-ドPINのカソ-ド側は電源端
子Vccに接続され、アノ-ド側は抵抗R6及び感度調整用の可変
抵抗VR1を介して接地されている。またオペアンペOPの非反転
入力端子には受光ダイオ-ドPINのアノ-ド側が接続され、反転入
力端子には抵抗R9及び利得調整用の可変抵抗VR2を介し
て接地されると共に斯る反転入力端子と出力端子との間
には抵抗R7とコンデンサC3とが並列的に接続されている。上記
オペアンプOP、抵抗R7、R9及びコンデンサC3からなる回路は周知の増
幅回路であり、オペアンプOPの非転入力端子に入力された受光
素子PINからの電圧信号を増幅し抵抗R8を介して電圧比
較部(130)に出力する。
電圧比較部(130)は定電圧ダイオードD、コンデンサ
、C、トランジスタTR及び抵抗R10〜R12
備え、トランジスタTR4のベース側は抵抗Rの一端
が接続され、コレクタ側は抵抗R12を介して電源端子V
ccに接続され、エミッタ側は一端が夫々接地されたR
10及びコンデンサCに接続されている。また定電圧ダ
イオードDのカソード側はトランジスタTRのコレク
タ側に接続され、アノード側はトランジスタTRのベ
ース側に接続されると共に一端が接地された抵抗R11
接続されている。更にトランジスタTRのエミッタ側
には基準電圧が印加されている。
斯る回路では半導体レーザLDより出力されたレーザ光
が受光素子PINにより受光されると受光素子PINよ
り上記受光量に対応した電圧信号が出力され、斯る電圧
信号はオペアンプ等からなる増幅回路により増幅され電
圧比較部(130)に出力される。電圧比較部(130)では
増幅された電圧信号と基準電圧とを比較し、電圧信号>
基準電圧の際にはトランジスタTRのベース側に印加
する電流を減少せしめ、また逆の場合には斯る電流を上
昇せしめることとなる。また、駆動部(110)のトラン
ジスタTR、TRのベース電流もトランジスタTR
のエミッタ出力に略比例して上昇もしくは減少するこ
ととなるので、半導体レーザLDに印加される電流も変
化し、半導体レーザLDの出力を一定に保つことができ
る。
また、斯る装置では半導体レーザLDにしきい値電流を
印加した際に出力されるレーザ光を受光して受光素子P
INより出力される電圧信号を予め基準電圧として与
え、斯る状態で半導体レーザLDにパルス電圧を印加し
た際にトランジスタTRのエミッタ端の電流値を測定
することにより半導体レーザLDのしきい値電流値が得
られる。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点 然るに、斯るAPC回路では半導体レーザLDの光出力
を受光素子PINで検出し、斯る検出結果に基づいて半
導体レーザLDへの印加電流を制御するものであるの
で、半導体レーザLDをパルス駆動する際には安定なレ
ーザ光を得るために上記パルス幅は10μs程度必要で
あった。ゆえに、光出力パルス応答性や発振開始時の光
(波長)安定性等の特性を測定するには適していなかっ
た。
(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明は斯る点に鑑みてなされたもので、その構成的特
徴は 発光素子LDと直列に接続されたトランジスタTr
有し、該トランジスタTrのベース電圧を変化させる
ことにより上記発光素子LDの駆動電流を変更可能な駆
動部、 上記発光素子LDからの出力を受光する受光素子PDを
有し、該受光素子PDの受光量に対応した電気信号を発
生する光検出部、 上記トランジスタTrのエミッタ電位と上記光検出部
からの電気信号とのいずれか一方を選択するためのスイ
ッチ部、 該スイッチ部により選択されたエミッタ電位もしくは電
気信号の一方と基準信号発生部から発生される基準信号
とを比較し、該比較結果に基づいて上記トランジスタT
のベース電圧を変更する電圧比較部、 からなることにある。
(ホ) 作 用 斯る回路ではAPC及びACCの両動作を選択的に実行
可能である。
(ヘ) 実 施 例 第1図は本発明の実施例を示し、半導体レーザLDを駆
動する駆動部(1)、上記半導体レーザLDが発生する光
を受光するダイオードPDを有する光検出部(2)及び該
光検出部の出力電圧(電気信号)もしくは上記半導体レ
ーザLDのカソード端の電圧と予め設定された基準信号
とを比較する比較部(3)を有する。
光検出部(2)は正側の電源(+12)−グランド間に受
光ダイオードPD、抵抗(21)及び感度調整用の可変抵抗
(22)を直列接続してなる。また、受光ダイオードPDと
抵抗(21)とのノードはスイッチ部(4)の第2切換接点C
に接続される。
このスイッチ部(4)はこの第2切換接点Cの他に共通接
点A及び第1切換接点Bを有し、斯る共通接点AはFE
T(電界効果トランジスタ)(31)のゲートに接続され
る。
FET(30)は抵抗(33)と直列接続されて正側の電源と負
側の電源(−12V)との間に接続されており、両者の
接続点の電圧を電圧比較部3のオペアンプ(31)の反転入
力端子に与えている。(32)は基準信号を発生する基準信
号発生部としてのD/A(デイジタル/アナログ)変換
器であって、デイジタルの基準信号をアナログ信号に変
じてこれをオペアンプ(31)の非反転入力に与えるべくな
してある。
オプアンプ(31)出力は基準信号に相当する電圧値と、光
検出部(2)の出力、つまり半導体レーザLDの出力に相
当する電圧もしくは後述する第2トランジスタTr
エミッタ電位との差に相当する信号を駆動部(1)に与え
る。
駆動部1は第1、第2のトランジスタTr、Tr
第1、2、3の抵抗P、P及び第1、第2のコンデ
ンサK、Kを有し、電圧比較部2の出力を第1のト
ランジスタQのベースに入力すべくなしてある。ま
た、第1のトランジスタTrのベースは第1のコンデ
ンサKを介してグランドに連なっている。
第1のトランジスタTrのエミッタは第2のトランジ
スタTrのベースに接続されている。第1のトランジ
スタTrのコレクタは第2のトランジスタTrのコ
レクタと一括接続され、半導体レーザLDのカソードに
接続されている。
第2のトランジスタTrのエミッタは第1の抵抗P
を介してグランドに連なると共に第3のコンデンサK
を介して光検出部の受光ダイオードPDのアノードに
連なり、更にスイッチ部(4)の第1切換接点Bにも接続
される。
半導体レーザLDのアノードは第2の抵抗Pを介して
電源に、また第2のコンデンサKを介してグランドに
連なっている。
なお、上述の回路を構成する部品は数百KHz以上の高
周波用部品を用いるのが好ましい。またコンデンサ
、K、Kは夫々100PF〜0.01μF、0.1〜1μ
F、500PF〜0.05μFとするのがよい。
さて、斯る回路において、スイッチ部(4)の共通接点A
と第2切換接点Cとが接続状態となる従来のAPC回路
と同様な動作をする。
即ち、半導体レーザLDより出射されたレーザ光が受光
ダイオードPDにより受光されるとその受光量に対応す
る電圧信号がFET(30)にて増幅出力され、これがオペ
アンプ(31)に入力される。オペアンプ(31)ではD/A変
換器(32)出力、つまり基準電圧と比較され、光検出部2
出力電圧>基準電圧(又は光検出部2出力電圧<基準電
圧)である場合はトランジスタTr、Trのベース
電流が減少(増加)し、これに伴い半導体レーザLDに
流れる電流が減少(増加)し、これによって光出力が低
下(上昇)せしめられ、結局D/A変換器(32)に設定し
た基準電圧に対応した光出力に保たれることになる。
従って、基準電圧として半導体レーザLDの所望レーザ
光出力値に対応して受光素子PDより出力される電圧を
与えることにより、その所望レーザ光出力値における半
導体レーザの駆動電流を第2のトランジスタTrのエ
ミッタ端で測定できるので、しきい値電流値等の測定を
短時間で行なえる。
また、斯る回路においてスイッチ部(4)の共通接点Aと
第1切換接点Bとが接続状態となるとACC回路として
動作する。
即ち、半導体レーザLDに流れる電流に対応して第2の
トランジスタTrのエミッタ端に生じる電位がFET
(30)にて増幅出力され、これがオペアンプ(31)に入力さ
れる。オペアンペ(31)ではD/A変換器(32)出力、つま
り基準電圧と比較され、エミッタ電圧>基準電圧(又は
エミッタ電位<基準電圧)である場合はトランジスタT
、Trのベース電流が減少(増加)し、これに伴
い半導体LDに流れる電流が減少(増加)するため、半
導体レーザLDに流れる電流はD/A変換器(32)に設定
した基準電圧に対応した値に保たれる。
このようなACC回路では第2のトランジスタTr
エミッタ電位に基づいて駆動電流を制御しているため約
1μs程度で安定なレーザ光が得られる。従って、駆動
電流として1μs幅のパルスを供給し、かつ、そのとき
の半導体レーザLDの光を測定することにより光出力の
パルス応答性及び発振開始時の光(波長)安定性等の特
性測定が可能となる。
(ト) 発明の効果 本発明の駆動回路では、スイッチを切換えることにより
APC回路とACC回路との動作を選択可能であり、従
ってしきい値電流値、光出力の応答性及び発振開始時の
光安定性等の諸特性を同一の回路にて短時間で測定可能
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す回路図、第2図は従来例
を示す回路図である。 (1)…駆動部、(2)…光検出部、(3)…比較部、(4)…スイ
ッチ部、(31)…D/A変換器(基準信号発生部)LD…
半導体レーザ(発光素子)、PD…受光素子、Tr
(第2の)トランジスタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発光素子LDと直列に接続されたトランジ
    スタTrを有し、該トランジスタTrのベース電圧
    を変化させることにより上記発光素子LDの駆動電流を
    変更可能な駆動部、 上記発光素子LDからの出力を受光する受光素子PDを
    有し、該受光素子PDの受光量に対応した電気信号を発
    生する光検出部、 上記トランジスタTrのエミッタ電位と上記光検出部
    からの電気信号とのいずれか一方を選択するためのスイ
    ッチ部、 該スイッチ部により選択されたエミッタ電位もしくは電
    気信号の一方と基準信号発生部から発生される基準信号
    とを比較し、該比較結果に基づいて上記トランジスタT
    のベース電圧を変更する電圧比較部 とからなることを特徴とする発光素子の駆動回路。
JP20408585A 1985-09-13 1985-09-13 発光素子の駆動回路 Expired - Lifetime JPH067609B2 (ja)

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