JPH07167741A - Semiconductor laser deterioration detector - Google Patents

Semiconductor laser deterioration detector

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JPH07167741A
JPH07167741A JP31377093A JP31377093A JPH07167741A JP H07167741 A JPH07167741 A JP H07167741A JP 31377093 A JP31377093 A JP 31377093A JP 31377093 A JP31377093 A JP 31377093A JP H07167741 A JPH07167741 A JP H07167741A
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JP
Japan
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semiconductor laser
light emission
emission output
output
deterioration
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Application number
JP31377093A
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Japanese (ja)
Inventor
Tatsuoki Kuriyama
龍起 栗山
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Idec Izumi Corp
Original Assignee
Idec Izumi Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To readily detect the occurrence of deterioration in semiconductor laser based on a drive efficiency indicating the relationship between the light emission output and drive current of semiconductor laser. CONSTITUTION:A deterioration detection control circuit 6 for outputting output setting pulses P1-P4 for setting different light emission output ranges to an APC circuit 5 for driving and controlling a semiconductor laser 1. capacitors C1 and C2 for retaining a voltage equivalent to the drive current of the semiconductor laser 1 at the light emission output Q1, Q2, Q3, and Q4, a capacitor C3 for retaining the charge voltage difference of the capacitors C1 and C2 between one light emission output range (Q1-Q2). and a capacitor C4 for retaining the charge voltage difference of the capacitors C1 and C2 in the other light emitting output range (Q3-Q4) are provided, thus judging whether the difference between the charge voltage of the capacitor C3 and that of the capacitor C4 is equal to or less than a reference value or not by a differential amplification circuit 8 and a comparison circuit 9 and judging that the semiconductor laser l deteriorated when the difference of both exceeds the reference value.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、バーコードリーダや
ディジタル光ディスク装置などに使用される半導体レー
ザの劣化状態を検出する劣化検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a deterioration detecting device for detecting a deterioration state of a semiconductor laser used in a bar code reader, a digital optical disk device or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】バーコードリーダやディジタル光ディス
ク装置では一般に、半導体レーザから発光されたレーザ
光をバーコードや光ディスクに照射してデータの読取処
理又は書込処理を行っている。かかる装置においてデー
タを正確に読取処理又は書込処理するためには、半導体
レーザの発光出力を一定に維持する必要があるが、この
発光出力を一定に維持するための駆動電流は半導体レー
ザの劣化が進むにつれて高くなり、これを放置すると過
電流による半導体レーザの損傷を招く。このため、劣化
を生じた半導体レーザは速やかに新しい半導体レーザと
交換しなければならない。ところが、劣化の進行状態に
は固体差があり、半導体レーザの交換時期は一定でな
い。そこで、特公平5−44627号公報に開示された
装置では、半導体レーザの発光出力を第1および第2の
レベルとしたときの駆動電流の差を測定し、この駆動電
流差が所定値に一致しなくなった際に半導体レーザに劣
化を生じたと判断するようにしている。これによって、
光ディスクに対してデータを正常に書き込むことができ
なくなる前に、半導体レーザが劣化したことを検出でき
るようにしている。
2. Description of the Related Art Generally, a bar code reader or a digital optical disk device irradiates a bar code or an optical disk with a laser beam emitted from a semiconductor laser to read or write data. In order to accurately read or write data in such a device, it is necessary to keep the light emission output of the semiconductor laser constant, but the drive current for keeping this light emission output constant is the deterioration of the semiconductor laser. Becomes higher as the temperature increases, and if left unattended, the semiconductor laser is damaged by an overcurrent. Therefore, the deteriorated semiconductor laser must be promptly replaced with a new semiconductor laser. However, there is an individual difference in the progressing state of deterioration, and the replacement time of the semiconductor laser is not constant. Therefore, in the device disclosed in Japanese Patent Publication No. 5-44627, the difference between the drive currents when the light emission output of the semiconductor laser is set to the first and second levels is measured, and this drive current difference becomes equal to a predetermined value. It is determined that the semiconductor laser has deteriorated when it disappears. by this,
The deterioration of the semiconductor laser can be detected before the data cannot be normally written to the optical disc.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半導体レーザの劣化検出装置では、予め定められた
第1および第2のレベルの発光出力を得るための駆動電
流を検出し、両者の差を適正な状態での値と比較するこ
とによって劣化を生じたか否かの判別を行うようにして
いたため、比較的低い発光出力範囲における同一の温度
環境での比較では変化が現れない程度の初期の半導体レ
ーザの劣化状態を検出することができなかった。このた
め、半導体レーザの急激な劣化に対応することができ
ず、バーコードリーダや光ディスク装置におけるデータ
の読取処理や書込処理にエラーを生じる問題があり、ま
た半導体レーザの劣化特性を把握しながら使用すること
ができず、劣化状態に合わせて交換作業の準備を行うこ
とができない問題があった。
However, in the above-mentioned conventional semiconductor laser deterioration detecting device, the drive current for obtaining the light emission output of the first and second levels determined in advance is detected, and the difference between the two is detected. Since it was determined whether or not the deterioration occurred by comparing with the value in the proper state, the semiconductor in the early stage of the degree that the change does not appear in the comparison in the same temperature environment in the relatively low light emission output range. The deterioration state of the laser could not be detected. Therefore, there is a problem that it is not possible to cope with the rapid deterioration of the semiconductor laser, and an error occurs in the reading process and the writing process of data in the bar code reader and the optical disk device. There was a problem that it could not be used and the replacement work could not be prepared according to the deteriorated state.

【0004】この発明の目的は、劣化を生じた半導体レ
ーザにおける発光出力と駆動電流との関係が、環境温度
および発光出力の両方の要因によって変化することに着
目し、環境温度または発光出力範囲の少なくとも一方が
異なる2種類の条件下において、発光出力と駆動電流と
の関係を表す駆動効率を検出し、両者を比較することに
より、半導体レーザの劣化を極めて早期に発見すること
ができ、半導体レーザの急激な劣化にも対応することが
できる劣化検出装置を提供することにある。
An object of the present invention is to notice that the relationship between the light emission output and the driving current in a deteriorated semiconductor laser changes depending on both factors of the environmental temperature and the light emission output. Under two types of conditions, at least one of which is different, the driving efficiency, which represents the relationship between the light emission output and the driving current, is detected, and the two are compared, whereby deterioration of the semiconductor laser can be detected very early. Another object of the present invention is to provide a deterioration detecting device capable of coping with the rapid deterioration of

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明の半導体レーザ
の劣化検出装置は、駆動電流および環境温度に応じて変
化する半導体レーザの特定の発光出力を実現する駆動電
流値を検出する駆動電流検出手段と、特定の発光出力範
囲における発光出力と駆動電流検出手段の検出結果との
関係を駆動効率として検出する駆動効率検出手段と、発
光出力範囲または環境温度の少なくとも一方が異なる2
種類の駆動条件下における駆動効率を比較し、両者の差
が所定値を超えた際に半導体レーザが劣化したと判断す
る駆動効率比較手段と、を設けたことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A semiconductor laser deterioration detecting device according to the present invention is a drive current detecting means for detecting a drive current value for realizing a specific light emission output of a semiconductor laser which changes according to a drive current and an ambient temperature. And a drive efficiency detecting unit that detects the relationship between the light emitting output in a specific light emitting output range and the detection result of the drive current detecting unit as drive efficiency, and at least one of the light emitting output range and the ambient temperature is different.
The driving efficiency comparing means compares the driving efficiencies under different driving conditions and determines that the semiconductor laser has deteriorated when the difference between the two exceeds a predetermined value.

【0006】前記駆動効率比較手段は、同一の環境温度
において発光出力範囲を変化させた際の2種類の駆動効
率を比較するものとすることができる。
The driving efficiency comparing means may compare two kinds of driving efficiencies when the emission output range is changed at the same environmental temperature.

【0007】また、前記駆動効率比較手段は、同一の発
光出力範囲において環境温度を変化させた際の2種類の
駆動効率を比較するものとすることができる。
The driving efficiency comparing means may compare two kinds of driving efficiencies when the environmental temperature is changed in the same light emission output range.

【0008】さらに、前記駆動効率比較手段は、発光出
力範囲および環境温度の両方を変化させた際の2種類の
駆動効率を比較するものとすることができる。
Further, the drive efficiency comparing means may compare two types of drive efficiency when both the light emission output range and the ambient temperature are changed.

【0009】また、前記半導体レーザの近傍の環境温度
を変化させる温度変化手段を設けてもよい。
Further, temperature changing means for changing the ambient temperature near the semiconductor laser may be provided.

【0010】[0010]

【作用】図1(A)および(B)は、同一の半導体レー
ザについて未使用の状態および初期の劣化を生じた状態
において発光出力Q(mW)と駆動電流I(mA)との
関係を実験的に測定した結果を示している。半導体レー
ザの発光出力Q(mW)と駆動電流I(mA)との関係
は、正常な半導体レーザでは図1(A)における線分a
の傾きと線分bの傾きとの対比により明らかなように、
一定発光出力以上の範囲では発光出力Qの値および環境
温度に関わらず略一定である。これに対して、劣化を生
じた半導体レーザの発光出力と駆動電流との関係は同図
(B)における線分cの傾きと線分dの傾きとの対比、
及び、線分cの傾きと線分eの傾きとの対比により明ら
かなように、環境温度が一定で発光出力範囲を変えた場
合、および、発光出力範囲を一定にして環境温度を変え
た場合のいずれにおいても変化を生じる。
1A and 1B show the relationship between the light emission output Q (mW) and the drive current I (mA) in the unused state and the initial deteriorated state of the same semiconductor laser. The results are shown in Table 1. The relationship between the emission output Q (mW) of the semiconductor laser and the drive current I (mA) is that the line segment a in FIG.
As is clear from the comparison between the slope of and the slope of the line segment b,
In the range equal to or higher than the constant light emission output, it is substantially constant regardless of the value of the light emission output Q and the environmental temperature. On the other hand, the relationship between the emission output of the deteriorated semiconductor laser and the drive current is as follows: the inclination of the line segment c and the inclination of the line segment d in FIG.
Also, as is clear from the comparison between the slope of the line segment c and the slope of the line segment e, when the light emission output range is changed while the environment temperature is constant, and when the light emission output range is constant and the environment temperature is changed. Change occurs in any of.

【0011】そこで、本願発明では発光出力範囲または
環境温度の少なくとも一方が異なる2種類の駆動条件下
において駆動効率を検出し、この2種類の駆動効率が一
致しなくなった際に半導体レーザが劣化を生じたと判断
する。従って、図1(B)に示すような初期の劣化を生
じた半導体レーザについても、低温時または発光出力の
低レベル時における駆動効率と、高温時または発光出力
の高レベル時における駆動効率とが比較され、半導体レ
ーザにおいて劣化を生じたことが極めて初期の段階で早
期に検出される。
Therefore, in the present invention, the driving efficiency is detected under two kinds of driving conditions in which at least one of the light emission output range and the ambient temperature is different, and when the two kinds of driving efficiencies do not match, the semiconductor laser deteriorates. Judge that it has occurred. Therefore, even in the case of a semiconductor laser having an initial deterioration as shown in FIG. 1B, the driving efficiency at a low temperature or at a low level of emission output and the driving efficiency at a high temperature or at a high level of emission output are By comparison, the occurrence of deterioration in the semiconductor laser is detected early in an extremely early stage.

【0012】また、発光出力と環境温度の両方を変化さ
せた際の2種類の駆動効率を比較することにより、劣化
により生じた両者の差異をより顕著に検出でき、半導体
レーザの劣化の発生がより早期に検出される。
Further, by comparing the two types of driving efficiencies when both the light emission output and the environmental temperature are changed, the difference between the two caused by the deterioration can be detected more remarkably and the deterioration of the semiconductor laser can be prevented. Detected earlier.

【0013】さらに、温度変化手段を設けると半導体レ
ーザの近傍の環境温度を変化させることができ、低温時
と高温時との2種類の駆動条件下における駆動効率が短
時間に検出される。
Further, by providing the temperature changing means, the environmental temperature in the vicinity of the semiconductor laser can be changed, and the driving efficiency under two driving conditions of low temperature and high temperature can be detected in a short time.

【0014】[0014]

【実施例】図2は、この発明の実施例である半導体レー
ザの劣化検出装置の構成を示す回路図である。半導体レ
ーザ1はAPC(自動パワー制御)回路5により駆動さ
れる。半導体レーザ1の発光出力はフォトダイオード2
によりモニタされる。APC回路5にはフォトダイオー
ド2がモニタした半導体レーザ1の発光出力がI/V変
換回路4から入力される。APC回路5はこの発光出力
の電圧値が一定になるように半導体レーザ1に供給する
駆動電流をフィードバック制御する。これら半導体レー
ザ1、フォトダイオード2、I/V変換回路4およびA
PC回路5は半導体レーザ装置に一般的な構成である。
2 is a circuit diagram showing the structure of a semiconductor laser deterioration detecting apparatus according to an embodiment of the present invention. The semiconductor laser 1 is driven by an APC (automatic power control) circuit 5. The emission output of the semiconductor laser 1 is the photodiode 2
Monitored by. The light emission output of the semiconductor laser 1 monitored by the photodiode 2 is input to the APC circuit 5 from the I / V conversion circuit 4. The APC circuit 5 feedback-controls the drive current supplied to the semiconductor laser 1 so that the voltage value of the light emission output becomes constant. These semiconductor laser 1, photodiode 2, I / V conversion circuit 4 and A
The PC circuit 5 has a general configuration for a semiconductor laser device.

【0015】この発明の実施例に係る劣化検出装置10
は、半導体レーザ1の駆動電流をI/V変換回路3によ
り検出し、この値をスイッチSW1,SW2を介してコ
ンデンサC1,C2において保持し、差動増幅回路7に
おいてコンデンサC1,C2に蓄えられている電圧の差
を増幅する。差動増幅回路7の出力はスイッチSW3,
SW4を介してコンデンサC3,C4において保持され
る。さらに、差動増幅回路8においてコンデンサC3,
C4に蓄えられている電圧の差を増幅する。差動増幅回
路8の出力は比較回路9において基準値Vrefと比較
され、スイッチSW5を介して出力される。
A deterioration detecting apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.
Detects the drive current of the semiconductor laser 1 by the I / V conversion circuit 3, holds this value in the capacitors C1 and C2 via the switches SW1 and SW2, and stores it in the capacitors C1 and C2 in the differential amplifier circuit 7. Amplify the difference in voltage. The output of the differential amplifier circuit 7 is the switch SW3.
It is held in the capacitors C3 and C4 via SW4. Further, in the differential amplifier circuit 8, the capacitors C3 and
The difference between the voltages stored in C4 is amplified. The output of the differential amplifier circuit 8 is compared with the reference value Vref in the comparison circuit 9, and is output via the switch SW5.

【0016】また、APC回路5には劣化検出制御回路
6から出力設定パルスP1〜P4が入力される。出力設
定パルスP1〜P4の各パルス幅は、APC回路5が半
導体レーザ1の発光出力を安定させるために十分な時間
tにされている。出力設定パルスP1,P3はこれと同
時にスイッチSW1にも供給され、スイッチSW1は出
力設定パルスP1またはP3のいずれかが入力されてい
る間においてI/V変換回路3とコンデンサC1との間
を閉成する。また、出力設定パルスP2,P4はスイッ
チSW2にも供給される。スイッチSW2は出力設定パ
ルスP2またはP4のいずれかが入力されている間にお
いてI/V変換回路3とコンデンサC2との間を閉成す
る。
Output setting pulses P1 to P4 are input to the APC circuit 5 from the deterioration detection control circuit 6. Each pulse width of the output setting pulses P1 to P4 is set to a time t sufficient for the APC circuit 5 to stabilize the light emission output of the semiconductor laser 1. The output setting pulses P1 and P3 are also supplied to the switch SW1 at the same time, and the switch SW1 closes the I / V conversion circuit 3 and the capacitor C1 while either the output setting pulse P1 or P3 is input. To achieve. The output setting pulses P2 and P4 are also supplied to the switch SW2. The switch SW2 closes the I / V conversion circuit 3 and the capacitor C2 while the output setting pulse P2 or P4 is being input.

【0017】さらに、出力設定パルスP2,P4はそれ
ぞれスイッチSW3,SW4にも供給される。スイッチ
SW3,SW4は、出力設定パルスP2,P4が入力さ
れている間に差動増幅回路7とコンデンサC3,C4と
の間を閉成する。なお、コンデンサC1,C2には図外
の放電回路が備えられており、劣化検出制御回路6から
出力される信号Rが供給されると、放電回路はコンデン
サC1,C2に充電されている電圧を放電する。また、
比較回路9の後段に接続されたスイッチSW5は、劣化
検出制御回路6から出力される信号Sの供給を受けて比
較回路9と出力端子との間を閉成する。この出力端子
は、例えば半導体レーザ1の劣化状態を表示する図外の
表示灯または警告を発生する警告装置に入力される。
Further, the output setting pulses P2 and P4 are also supplied to the switches SW3 and SW4, respectively. The switches SW3 and SW4 close the connection between the differential amplifier circuit 7 and the capacitors C3 and C4 while the output setting pulses P2 and P4 are being input. The capacitors C1 and C2 are provided with a discharge circuit (not shown), and when the signal R output from the deterioration detection control circuit 6 is supplied, the discharge circuit changes the voltage charged in the capacitors C1 and C2. To discharge. Also,
The switch SW5 connected to the subsequent stage of the comparison circuit 9 receives the signal S output from the deterioration detection control circuit 6 to close between the comparison circuit 9 and the output terminal. This output terminal is input to, for example, an indicator light (not shown) for displaying the deterioration state of the semiconductor laser 1 or a warning device for issuing a warning.

【0018】図3は、上記半導体レーザの劣化検出装置
における信号のタイミングチャートである。なお、半導
体レーザの発光出力Q1〜Q4と駆動電流とは図4に示
す関係にある。この図4において、線図41は常温状態
の関係を示し、線図42は高温状態の関係を示してい
る。
FIG. 3 is a timing chart of signals in the semiconductor laser deterioration detecting device. The emission outputs Q1 to Q4 of the semiconductor laser and the drive current have the relationship shown in FIG. In FIG. 4, the line 41 shows the relationship in the room temperature state, and the line 42 shows the relationship in the high temperature state.

【0019】半導体レーザ装置に時刻t0で電源が投入
されると、時刻t1において劣化検出制御回路6から出
力設定パルスP1が出力される。APC回路5はこの出
力設定パルスP1が入力されている間において半導体レ
ーザ1の発光出力を1番目の設定値Q1に制御する。ま
た、この間にスイッチSW1はI/V変換回路3とコン
デンサC1との間を閉成し、このときの半導体レーザ1
の駆動電流値I1に対応する電圧がコンデンサC1に充
電される。
When the semiconductor laser device is powered on at time t0, the deterioration detection control circuit 6 outputs an output setting pulse P1 at time t1. The APC circuit 5 controls the light emission output of the semiconductor laser 1 to the first set value Q1 while the output setting pulse P1 is being input. During this time, the switch SW1 closes the I / V conversion circuit 3 and the capacitor C1.
The capacitor C1 is charged with a voltage corresponding to the driving current value I1.

【0020】次いで、時刻t2において劣化検出制御回
路6から出力設定パルスP2が出力される。この間にお
いてAPC回路5は半導体レーザ1の発光出力を第2の
出力値Q2に制御する。この間にスイッチSW2および
SW3がI/V変換回路3とコンデンサC2との間およ
び差動増幅回路7とコンデンサC3との間を閉成し、そ
のときの半導体レーザ1の駆動電流I2に相当する電圧
がコンデンサC2に充電されるとともに、コンデンサC
1の充電電圧とコンデンサC2の充電電圧の差、即ち図
4に示す駆動電流差(I2−I1)に相当する電圧がコ
ンデンサC3に充電される。また、時刻t3で劣化検出
制御回路6からリセット信号Rが出力される。これによ
って図外の放電回路において放電用スイッチDSが閉成
され、コンデンサC1,C2の充電電圧が放電される。
Then, at time t2, the deterioration detection control circuit 6 outputs the output setting pulse P2. During this period, the APC circuit 5 controls the light emission output of the semiconductor laser 1 to the second output value Q2. During this time, the switches SW2 and SW3 close the I / V conversion circuit 3 and the capacitor C2 and the differential amplifier circuit 7 and the capacitor C3, and a voltage corresponding to the drive current I2 of the semiconductor laser 1 at that time. Is charged in the capacitor C2 and the capacitor C
The capacitor C3 is charged with a voltage corresponding to the difference between the charging voltage of 1 and the charging voltage of the capacitor C2, that is, the driving current difference (I2-I1) shown in FIG. Further, at time t3, the deterioration detection control circuit 6 outputs the reset signal R. As a result, the discharging switch DS is closed in the discharging circuit (not shown), and the charging voltage of the capacitors C1 and C2 is discharged.

【0021】この後、時刻t4で劣化検出制御回路6か
ら出力設定パルスP3が出力される。出力設定パルスP
3が出力されている間においてAPC回路5は、半導体
レーザ1の発光出力を設定値Q3に維持するとともに、
このときの駆動電流I3に対応する電圧がスイッチSW
1を経由してコンデンサC1に充電される。さらに、時
刻t5において劣化検出制御回路6から出力設定パルス
P4が出力される。出力設定パルスP4が出力されてい
る間においてAPC回路5は、半導体レーザ1の発光出
力を設定値Q4に維持し、このときの駆動電流I4に対
応する電圧がスイッチSW2を介してコンデンサC2に
充電される。
Thereafter, at time t4, the deterioration detection control circuit 6 outputs the output setting pulse P3. Output setting pulse P
While A3 is being output, the APC circuit 5 maintains the light emission output of the semiconductor laser 1 at the set value Q3, and
The voltage corresponding to the drive current I3 at this time is the switch SW.
The capacitor C1 is charged via 1. Further, at time t5, the deterioration detection control circuit 6 outputs the output setting pulse P4. While the output setting pulse P4 is being output, the APC circuit 5 maintains the light emission output of the semiconductor laser 1 at the set value Q4, and the voltage corresponding to the drive current I4 at this time charges the capacitor C2 via the switch SW2. To be done.

【0022】また、コンデンサC3の充電電圧とコンデ
ンサC4の充電電圧との差、すなわち駆動電流差(I4
−I3)に対応する電圧がスイッチSW4を介してコン
デンサC4に充電される。コンデンサC3の充電電圧と
コンデンサC4の充電電圧との差は差動増幅回路8から
コンパレータ9に入力され、両者の差が基準値と比較さ
れる。時刻t6において劣化検出制御回路6から信号S
が出力されると、スイッチSW5が閉成され、比較回路
9におけるコンデンサC3,C4の充電電圧の差と基準
値との比較結果が出力される。
The difference between the charging voltage of the capacitor C3 and the charging voltage of the capacitor C4, that is, the drive current difference (I4
The voltage corresponding to −I3) is charged in the capacitor C4 via the switch SW4. The difference between the charging voltage of the capacitor C3 and the charging voltage of the capacitor C4 is input from the differential amplifier circuit 8 to the comparator 9, and the difference between the two is compared with the reference value. The signal S from the deterioration detection control circuit 6 at time t6.
Is output, the switch SW5 is closed, and the comparison result of the difference between the charging voltages of the capacitors C3 and C4 in the comparison circuit 9 and the reference value is output.

【0023】以上のようにしてこの実施例によれば、半
導体レーザ1の発光出力を図4に示すQ1からQ2に変
化させた場合の駆動電流差(I2−I1)と、発光出力
をQ3からQ4に変化させた場合の駆動電流差(I4−
I3)とを求め、両方の駆動電流差の差が比較回路9に
おける基準電圧Vrefで表される基準値を超える場合
に、半導体レーザ1において劣化を生じたと判断する。
このように、本実施例では半導体レーザ1の発光出力を
異なる2つの駆動電流範囲において変化させ、それぞれ
の範囲における駆動効率が略一致するか否かを判断する
ことによって半導体レーザ1の劣化状態を検出する。
As described above, according to this embodiment, the driving current difference (I2-I1) when the light emission output of the semiconductor laser 1 is changed from Q1 shown in FIG. Driving current difference (I4-
I3) is obtained, and it is determined that the semiconductor laser 1 has deteriorated when the difference between the two drive currents exceeds the reference value represented by the reference voltage Vref in the comparison circuit 9.
As described above, in the present embodiment, the light emission output of the semiconductor laser 1 is changed in two different drive current ranges, and it is determined whether the drive efficiencies in the respective ranges are substantially equal to each other, thereby determining the deterioration state of the semiconductor laser 1. To detect.

【0024】図5は、請求項5に記載した発明を含む請
求項3に記載した発明の実施例に係る半導体レーザの劣
化検出装置の回路図である。図2に示した実施例の構成
との相違は、半導体レーザ1の近傍に環境温度を上昇さ
せるヒータ11を設け、このヒータ11の駆動信号Hを
劣化検出制御回路6から出力するようにしている点、劣
化検出制御回路6から出力される出力設定パルスのパル
ス数をP1,P2の2つにした点、及び、出力設定パル
スP2とヒータの駆動信号Hとの論理積を求めるAND
ゲート12,13を設け、このANDゲート12,13
のそれぞれの出力をスイッチSW3,SW4に供給する
ようにした点にある。
FIG. 5 is a circuit diagram of a semiconductor laser deterioration detecting device according to an embodiment of the invention described in claim 3 including the invention described in claim 5. The difference from the configuration of the embodiment shown in FIG. 2 is that a heater 11 for raising the environmental temperature is provided near the semiconductor laser 1 and a drive signal H of this heater 11 is output from the deterioration detection control circuit 6. AND that obtains the logical product of the output setting pulse P2 and the heater drive signal H, and the point where the number of output setting pulses output from the deterioration detection control circuit 6 is two, P1 and P2
The gates 12 and 13 are provided, and the AND gates 12 and 13 are provided.
The respective outputs of the above are supplied to the switches SW3 and SW4.

【0025】図6(A)は、上記半導体レーザ装置に設
けられるヒータの構成を示す図である。同図に示すよう
に、半導体レーザ1が設置されるヒートシンク21に、
半導体レーザ1に接触するようにしてヒータ11を設け
ている。このヒータ11のオン/オフにより半導体レー
ザ1の環境温度が変化する。なお、同図(B)に示すよ
うに、半導体レーザ1が表面に設置されるヒートシンク
21の裏面にペルチエ素子を設け、ペルチエ素子の駆動
時に半導体レーザ1の環境温度を低下するようにしても
よい。
FIG. 6A is a diagram showing the structure of a heater provided in the semiconductor laser device. As shown in the figure, on the heat sink 21 on which the semiconductor laser 1 is installed,
A heater 11 is provided so as to be in contact with the semiconductor laser 1. The on / off of the heater 11 changes the ambient temperature of the semiconductor laser 1. As shown in FIG. 1B, a Peltier element may be provided on the back surface of the heat sink 21 on which the semiconductor laser 1 is installed, and the ambient temperature of the semiconductor laser 1 may be lowered when the Peltier element is driven. .

【0026】図7は、図5に示した劣化検出装置におけ
る各部の信号のタイミングチャートである。時刻t10
において半導体レーザ装置の電源が投入されると、時刻
t11において劣化検出制御回路6から出力設定パルス
P1が出力される。この間においてAPC回路5は半導
体レーザ1の発光出力を出力設定パルスP1に対応する
設定値Q1に維持する。このとき、半導体レーザ1の駆
動電流I1に対応する電圧がスイッチSW1を介してコ
ンデンサC1に充電される。
FIG. 7 is a timing chart of signals of respective parts in the deterioration detecting device shown in FIG. Time t10
When the power of the semiconductor laser device is turned on at, the output detection pulse P1 is output from the deterioration detection control circuit 6 at time t11. During this period, the APC circuit 5 maintains the light emission output of the semiconductor laser 1 at the set value Q1 corresponding to the output setting pulse P1. At this time, the voltage corresponding to the drive current I1 of the semiconductor laser 1 is charged in the capacitor C1 via the switch SW1.

【0027】次いで時刻t12において劣化検出制御回
路6から出力設定パルスP2が出力されると、この間に
おいてAPC回路5は半導体レーザ1の発光出力を出力
設定パルスP2に対応する設定値Q2に維持する。これ
とともに、スイッチSW2がI/V変換回路3とコンデ
ンサC2との間を閉成し、半導体レーザ1の駆動電流I
2に対応する電圧がコンデンサC2に充電される。ま
た、時刻t12においてヒータ11の駆動信号Hは“L
o”であり、この駆動信号Hの反転信号が入力されるA
NDゲート12を介して出力設定パルスP2がスイッチ
SW3に供給される。従って、出力設定パルスP2が出
力されている間においてスイッチSW3は差動増幅回路
7とコンデンサC3との間を閉成し、(I2−I1)に
対応する電圧がコンデンサC3に充電される。
Next, when the output setting pulse P2 is output from the deterioration detection control circuit 6 at time t12, the APC circuit 5 maintains the light emission output of the semiconductor laser 1 at the set value Q2 corresponding to the output setting pulse P2 during this period. At the same time, the switch SW2 closes between the I / V conversion circuit 3 and the capacitor C2, and the drive current I of the semiconductor laser 1 is increased.
The voltage corresponding to 2 is charged in the capacitor C2. At time t12, the drive signal H of the heater 11 is "L".
o ”, and the inverted signal of the drive signal H is input to A
The output setting pulse P2 is supplied to the switch SW3 via the ND gate 12. Therefore, while the output setting pulse P2 is being output, the switch SW3 closes between the differential amplifier circuit 7 and the capacitor C3, and the voltage corresponding to (I2-I1) is charged in the capacitor C3.

【0028】この後、時刻t13で劣化検出制御回路6
からリセット信号Rが出力されると同時にヒータ11の
駆動信号Hが“Hi”にされる。リセット信号Rの出力
によりコンデンサC1,コンデンサC2の充電電圧が放
電されるとともに、駆動信号Hが“Hi”にされること
により、半導体レーザ1の環境温度が上昇する。なお、
ヒータ11は図外の駆動回路により半導体レーザ1の環
境温度を常温状態より高い所定温度の高温状態に維持す
る。
Thereafter, at time t13, the deterioration detection control circuit 6
At the same time that the reset signal R is output from the heater 11, the drive signal H of the heater 11 is set to "Hi". The output of the reset signal R discharges the charging voltage of the capacitors C1 and C2, and the drive signal H is set to "Hi", so that the environmental temperature of the semiconductor laser 1 rises. In addition,
The heater 11 maintains the ambient temperature of the semiconductor laser 1 at a high temperature of a predetermined temperature higher than the normal temperature by a driving circuit (not shown).

【0029】さら時刻t14において再度劣化検出制御
回路6から出力設定パルスP1が出力され、この間にお
いてAPC回路5は半導体レーザ1の発光出力を設定値
Q1に維持する。また、このときスイッチSW1がI/
V変換回路3とコンデンサC1との間を閉成し、図4に
示す駆動電流I13に対応する電圧がコンデンサC1に
充電される。次いで、時刻t15において劣化検出制御
回路6から出力設定パルスP2が出力される。この間に
おいてAPC回路5は半導体レーザ1の発光出力を設定
値Q2に維持し、これとともにスイッチSW2はI/V
変換回路3とコンデンサC2との間を閉成する。これに
よって発光出力Q2を実現する駆動電流I14に対応す
る電圧がコンデンサC2に充電される。
At time t14, the deterioration detection control circuit 6 outputs the output setting pulse P1 again, and the APC circuit 5 maintains the light emission output of the semiconductor laser 1 at the set value Q1 during this period. At this time, the switch SW1 is set to I /
The V conversion circuit 3 and the capacitor C1 are closed to charge the capacitor C1 with a voltage corresponding to the drive current I13 shown in FIG. Next, at time t15, the deterioration detection control circuit 6 outputs the output setting pulse P2. During this period, the APC circuit 5 maintains the light emission output of the semiconductor laser 1 at the set value Q2, and at the same time, the switch SW2 sets the I / V.
The conversion circuit 3 and the capacitor C2 are closed. As a result, the capacitor C2 is charged with a voltage corresponding to the drive current I14 that realizes the light emission output Q2.

【0030】また、このときヒータ11の駆動信号Hが
入力されるANDゲート13を介して出力設定パルスP
2がスイッチSW4に入力され、スイッチSW4は差動
増幅回路7とコンデンサC4との間を閉成する。これに
よって、コンデンサC1の充電電圧とコンデンサC2の
充電電圧との差、すなわち、図4に示す駆動電流差(I
14−I13)に対応する電圧がコンデンサC4に充電
される。これとともに、比較回路8においてコンデンサ
C3の充電電圧とコンデンサC4の充電電圧とが比較さ
れ、さらに両者の差が基準電圧Vrefと比較される。
この比較回路9の出力は時刻t16で劣化検出制御回路
6から信号Sが出力された際にスイッチSW5を介して
出力端子に導かれる。
At this time, the output setting pulse P is output via the AND gate 13 to which the drive signal H of the heater 11 is input.
2 is input to the switch SW4, and the switch SW4 closes the differential amplifier circuit 7 and the capacitor C4. As a result, the difference between the charging voltage of the capacitor C1 and the charging voltage of the capacitor C2, that is, the drive current difference (I
The voltage corresponding to 14-I13) is charged in the capacitor C4. At the same time, the comparison circuit 8 compares the charging voltage of the capacitor C3 and the charging voltage of the capacitor C4, and further compares the difference between the two with the reference voltage Vref.
The output of the comparison circuit 9 is led to the output terminal via the switch SW5 when the signal S is output from the deterioration detection control circuit 6 at time t16.

【0031】以上のようにしてこの実施例によれば、同
一の発光出力範囲(Q1〜Q2)において常温における
駆動電流(I1〜I2)と高温時における駆動電流(I
13〜I14)とを検出し、両範囲における駆動効率が
一致しない場合に半導体レーザ1が劣化を生じたと判断
することができる。
As described above, according to this embodiment, the drive currents (I1 to I2) at room temperature and the drive current (I at high temperature) in the same light emission output range (Q1 to Q2).
13 to I14), it is possible to determine that the semiconductor laser 1 has deteriorated when the driving efficiencies in both ranges do not match.

【0032】図8は、請求項5に記載した発明を含む請
求項4に記載した発明の実施例である半導体レーザの劣
化検出装置の構成を示す回路図である。同図に示す劣化
検出装置の構成が、図2に示した劣化検出装置の構成と
相違する点は、半導体レーザ1の近傍にヒータ11を設
け、このヒータ11の駆動信号Hを劣化検出制御回路6
から出力するようにした点である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a semiconductor laser deterioration detecting apparatus according to an embodiment of the invention described in claim 4 including the invention described in claim 5. The structure of the deterioration detecting device shown in the figure differs from the structure of the deterioration detecting device shown in FIG. 2 in that a heater 11 is provided in the vicinity of the semiconductor laser 1 and a drive signal H of the heater 11 is supplied to the deterioration detecting control circuit. 6
It is the point that I tried to output from.

【0033】図9は、図8に示した劣化検出装置におけ
る各部の信号のタイミングチャートである。同図に示す
ように、劣化検出制御回路6からリセット信号Rが出力
される時刻t23と信号Sが出力される時刻t26との
間においてヒータ11の駆動信号Hを“Hi”にする。
このように構成することにより、図4において発光出力
の低レベル時(Q1〜Q2)の常温状態における駆動電
流変化(I2−I1)と、高温状態における発光出力の
高レベル範囲(Q3〜Q4)の駆動電流変化(I24−
I23)と、を比較することができる。
FIG. 9 is a timing chart of signals of respective parts in the deterioration detecting device shown in FIG. As shown in the figure, the drive signal H of the heater 11 is set to "Hi" between the time t23 when the reset signal R is output from the deterioration detection control circuit 6 and the time t26 when the signal S is output.
With such a configuration, in FIG. 4, when the light emission output is at a low level (Q1 to Q2), the drive current change (I2-I1) at room temperature and the high level range of the light emission output at high temperature (Q3 to Q4). Drive current change (I24-
I23) can be compared.

【0034】半導体レーザ1の劣化による駆動効率の変
化は、前述の図1(B)において明らかなように、発光
出力が高レベルであるほど、また、環境温度が高温であ
るほど著しく変化する。従って、本実施例のように低温
状態の低発光出力範囲と、高温状態の高発光出力時との
駆動効率を比較することにより、より早期に半導体レー
ザ1の劣化を検出することができる。
The change in the driving efficiency due to the deterioration of the semiconductor laser 1 changes remarkably as the light emission output is at a higher level and the environmental temperature is higher, as is apparent from FIG. Therefore, the deterioration of the semiconductor laser 1 can be detected earlier by comparing the driving efficiency between the low light emission output range in the low temperature state and the high light emission output in the high temperature state as in the present embodiment.

【0035】なお、図2または図8に示す構成において
半導体レーザ1の発光出力を最大定格レベル付近で駆動
することによって劣化状態を早期に検出することができ
るが、劣化状態の検出中において半導体レーザ1から照
射されたレーザ光がフォトダイオード2以外の外部に照
射されないように被覆するシャッタを設けることによ
り、劣化状態の検出時において半導体レーザ1を高出力
レベルで駆動した際に、装置の近傍に存在する人体への
影響を無くし、劣化状態の検出を安全に行うことができ
る。
It should be noted that the deterioration state can be detected early by driving the emission output of the semiconductor laser 1 in the vicinity of the maximum rated level in the configuration shown in FIG. 2 or FIG. By providing a shutter that covers the laser light emitted from the device 1 from the outside except the photodiode 2, when the semiconductor laser 1 is driven at a high output level when the deterioration state is detected, the shutter is provided in the vicinity of the device. It is possible to safely detect the deterioration state without affecting the existing human body.

【0036】また、上記実施例では図2、図5及び図8
に示すようにアナログ回路によって劣化検出装置を構成
したが、CPUにおいて同様の処理を実行するディジタ
ル回路により本願発明の劣化検出装置を構成してもよ
い。
Further, in the above embodiment, FIG. 2, FIG. 5 and FIG.
Although the deterioration detecting device is configured by an analog circuit as shown in FIG. 5, the deterioration detecting device of the present invention may be configured by a digital circuit that executes similar processing in the CPU.

【0037】[0037]

【発明の効果】この発明によれば、発光出力範囲または
環境温度の少なくとも一方が異なる2種類の駆動条件下
において駆動効率を測定し、両者の比較結果に基づいて
半導体レーザの劣化状態を判定することができるため、
半導体レーザの劣化を早期に検出することができるとと
もに、劣化状態に合わせて半導体レーザの交換作業を準
備できる利点がある。
According to the present invention, the driving efficiency is measured under two kinds of driving conditions in which at least one of the light emission output range and the environmental temperature is different, and the deterioration state of the semiconductor laser is judged based on the comparison result of the two. Because you can
There is an advantage that the deterioration of the semiconductor laser can be detected at an early stage and a semiconductor laser replacement operation can be prepared according to the deterioration state.

【0038】また、半導体レーザの近傍に環境温度を変
化させる温度変化手段を設けることにより、駆動条件を
大きく変化させることができ、より早期に半導体レーザ
の劣化状態を検出できる利点がある。
Further, by providing the temperature changing means for changing the environmental temperature in the vicinity of the semiconductor laser, there is an advantage that the driving condition can be largely changed and the deterioration state of the semiconductor laser can be detected earlier.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施例である劣化検出装置が適用さ
れる半導体レーザの正常時および劣化時の発光出力と駆
動電流との関係を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a relationship between a light emission output and a drive current when a semiconductor laser to which a deterioration detecting device according to an embodiment of the present invention is applied is normal and deteriorates.

【図2】請求項2に記載した発明の実施例に係る劣化検
出装置の回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram of a deterioration detecting device according to an embodiment of the invention described in claim 2.

【図3】同劣化検出装置における信号のタイミングチャ
ートである。
FIG. 3 is a timing chart of signals in the deterioration detection apparatus.

【図4】同劣化検出装置において劣化状態の半導体レー
ザの発光出力と駆動電流との関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a light emission output of a deteriorated semiconductor laser and a drive current in the deterioration detecting device.

【図5】請求項3に記載した発明の実施例に係る劣化検
出装置の回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram of a deterioration detecting device according to an embodiment of the invention described in claim 3.

【図6】同劣化検出装置の要部を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a main part of the deterioration detecting apparatus.

【図7】同劣化検出装置における信号のタイミングチャ
ートである。
FIG. 7 is a timing chart of signals in the deterioration detection apparatus.

【図8】請求項4に記載した発明の実施例に係る劣化検
出装置の回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram of a deterioration detecting device according to an embodiment of the invention described in claim 4.

【図9】同劣化検出装置における信号のタイミングチャ
ートである。
FIG. 9 is a timing chart of signals in the deterioration detection apparatus.

【符号の説明】 1−半導体レーザ 2−フォトダイオード(発光出力検出手段) 7−差動増幅回路(駆動効率検出手段) 8−差動増幅回路(駆動効率比較手段) 11−ヒータ(温度変化手段)[Description of Reference Signs] 1-semiconductor laser 2-photodiode (light emission output detecting means) 7-differential amplifier circuit (driving efficiency detecting means) 8-differential amplifier circuit (driving efficiency comparing means) 11-heater (temperature changing means) )

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】駆動電流および環境温度に応じて変化する
半導体レーザの特定の発光出力を実現する駆動電流値を
検出する駆動電流検出手段と、特定の発光出力範囲にお
ける発光出力と駆動電流検出手段の検出結果との関係を
駆動効率として検出する駆動効率検出手段と、発光出力
範囲または環境温度の少なくとも一方が異なる2種類の
駆動条件下における駆動効率を比較し、両者の差が所定
値を超えた際に半導体レーザが劣化したと判断する駆動
効率比較手段と、を設けたことを特徴とする半導体レー
ザの劣化検出装置。
1. A drive current detecting means for detecting a drive current value for realizing a specific light emission output of a semiconductor laser that changes according to a drive current and an environmental temperature, and a light emission output and a drive current detecting means in a specific light emission output range. The driving efficiency detecting means for detecting the relationship with the detection result as the driving efficiency is compared with the driving efficiency under two kinds of driving conditions in which at least one of the light emission output range and the environmental temperature is different, and the difference between the two exceeds a predetermined value. And a drive efficiency comparing means for determining that the semiconductor laser has deteriorated when the semiconductor laser deteriorates.
【請求項2】前記駆動効率比較手段が、同一の環境温度
において発光出力範囲を変化させた際の2種類の駆動効
率を比較する請求項1に記載の半導体レーザの劣化検出
装置。
2. The deterioration detecting device for a semiconductor laser according to claim 1, wherein the drive efficiency comparing means compares the two types of drive efficiencies when the emission output range is changed at the same environmental temperature.
【請求項3】前記駆動効率比較手段が、同一の発光出力
範囲において環境温度を変化させた際の2種類の駆動効
率を比較する請求項1に記載の半導体レーザの劣化検出
装置。
3. The deterioration detecting apparatus for a semiconductor laser according to claim 1, wherein the drive efficiency comparing means compares two types of drive efficiencies when the environmental temperature is changed in the same light emission output range.
【請求項4】前記駆動効率比較手段が、発光出力範囲お
よび環境温度の両方を変化させた際の2種類の駆動効率
を比較する請求項1に記載の半導体レーザの劣化検出装
置。
4. The deterioration detecting apparatus for a semiconductor laser according to claim 1, wherein the drive efficiency comparing means compares the two types of drive efficiency when both the light emission output range and the ambient temperature are changed.
【請求項5】前記半導体レーザの近傍に環境温度を変化
させる温度変化手段を設けた請求項3または4に記載の
半導体レーザの劣化検出装置。
5. The deterioration detecting device for a semiconductor laser according to claim 3, further comprising a temperature changing means for changing an ambient temperature near the semiconductor laser.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9316531B2 (en) 2011-09-06 2016-04-19 Canon Kabushiki Kaisha Signs-of-deterioration detector for semiconductor laser

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9316531B2 (en) 2011-09-06 2016-04-19 Canon Kabushiki Kaisha Signs-of-deterioration detector for semiconductor laser

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