JPH07273388A - 光送信器 - Google Patents

光送信器

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Publication number
JPH07273388A
JPH07273388A JP6082397A JP8239794A JPH07273388A JP H07273388 A JPH07273388 A JP H07273388A JP 6082397 A JP6082397 A JP 6082397A JP 8239794 A JP8239794 A JP 8239794A JP H07273388 A JPH07273388 A JP H07273388A
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JP
Japan
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signal
laser diode
bias voltage
light emitting
emitting element
Prior art date
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Pending
Application number
JP6082397A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiko Saito
靖彦 齋藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
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Publication of JPH07273388A publication Critical patent/JPH07273388A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 バースト的な伝送信号が入力されたときにも
発光素子に損傷をきたすことがなく、しかも、発光素子
の温度変動を補償することができる消費電流の小さい光
送信器を提供する。 【構成】 レーザダイオード3とレーザダイオード3の
信号電流制御部14とバイアス電流制御部として機能する
トランジスタ8を設け、レーザダイオード3の発光パワ
ーをフォトダイオード5で監視してバイアス電流が一定
となるようなバイアス電圧をトランジスタ8に加えるパ
ワー制御ループ19を設け、パワー制御ループ19には、レ
ーザダイオード3の信号非入力時にはバイアス電圧を遮
断し、レーザダイオード3の信号入力時には時定数を設
けてバイアス電圧を立ち上げるバイアス電圧制御部20を
設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、光通信用に用
いられるレーザダイオード等の発光素子を有する光送信
器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4には、レーザダイオード(LD)3
を用いた従来の光送信器の一例の回路図が示されてい
る。この回路は単一正電源で使用される回路であり、同
図において、トランジスタ2とトランジスタ1のエミッ
タが共通接続されて差動回路が構成されており、トラン
ジスタ4と電源15を有する信号電流制御部14に接続され
ており、トランジスタ1,2のベースに入力信号(伝送
信号)を入力することにより発光素子として機能するレ
ーザダイオード3のスイッチング動作を行うようになっ
ており、信号電流制御部14によりレーザダイオード3の
信号電流を制御するようになっている。また、レーザダ
イオード3には、レーザダイオード3に対するバイアス
電流を制御するバイアス電流制御部として機能するトラ
ンジスタ8が接続されており、トランジスタ8のベース
側には、オペアンプ17、検波回路16、フォトダイオード
5を有するパワー制御ループ19が接続されている。
【0003】パワー制御ループ19は、レーザダイオード
3の発光パワーを監視して、レーザダイオード3の発光
パワーの平均値又はピーク値に対応させて、トランジス
タ8により制御されるバイアス電流が一定となるような
バイアス電圧をトランジスタ8に加えるものであり、フ
ォトダイオード5によりレーザダイオード3の発光パワ
ーを監視して、検波回路16およびオペアンプ17を用いて
前記バイアス電流が一定となるようなバイアス電圧をト
ランジスタ8に加えるようになっており、パワー制御ル
ープ19がこのように機能することにより、レーザダイオ
ード3の発光パワーの温度変動等を補償し、レーザダイ
オード3の発光パワーが一定となるようにしている。
【0004】このような光送信器においては、図3に示
すように、レーザダイオード3に対し、トランジスタ8
によりバイアス電流aが与えられ、トランジスタ1,
2,4からの信号電流bにより変調が行われ、光出力c
に相当する光信号dが出力される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな光送信器においては、入力信号(伝送信号)が与え
られていない状態でもパワー制御ループ19により、トラ
ンジスタ8のバイアス電流が一定となるようなバイアス
電圧が加えられてトランジスタ8がレーザダイオード3
の発光パワーを一定に保持するように動作するために、
レーザダイオード3は一定の光パワーを出し続けること
になる。そのため、入力信号(伝送信号)がバースト的
な信号であった場合には、図5に示すように、信号入力
開始部分が非常に大きな光出力となり、検波回路16の時
定数τ1に依存する過渡的な変化の後に定常状態とな
り、このように、信号入力開始部分から過渡部に渡って
非常に大きな光出力となることにより、場合によっては
レーザダイオード3を損傷させることもあり、非常に問
題であった。
【0006】そこで、パワー制御ループ19を設けずに、
レーザダイオード3を信号電流のみで直接駆動するよう
な方式も考えられているが、そのようにすると、レーザ
ダイオード3の発光パワーが温度変動してもその温度変
動を補償する手段が設けられてないことになるために、
そのような光送信器においては、ペルチェ素子等を設け
てペルチェ素子等によりレーザダイオード3の温度管理
をすることが必要となり、装置全体の消費電力が大きく
なってしまうといった問題があった。
【0007】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたものであり、レーザダイオード等の発光素子
の温度変動を補償することができ、バースト的な伝送信
号が入力されたとしても発光素子に損傷を与えることが
なく、信号の伝送開始時から安定な光信号を出力するこ
とができる消費電流の小さい光送信器を提供することで
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のように構成されている。すなわち、本
発明は、発光素子を有し、該発光素子に対する信号電流
を制御する信号電流制御部と、発光素子に対するバイア
ス電流を制御するバイアス電流制御部と、発光素子の発
光パワーを監視して該発光パワーに対応させて前記バイ
アス電流が一定となるようなバイアス電圧をバイアス電
流制御部に加えるパワー制御ループとが設けられている
光送信器であって、該パワー制御ループには発光素子の
信号非入力時にはバイアス電圧を遮断し、発光素子の信
号入力時には時定数を設けてバイアス電圧を立ち上げる
バイアス電圧制御部を設けたことを特徴として構成され
ている。
【0009】
【作用】上記構成の本発明において、バイアス電流制御
部にバイアス電流が一定となるようなバイアス電圧を加
えるパワー制御ループには、発光素子の信号非入力時に
はバイアス電圧を遮断し、発光素子の信号入力時には時
定数を設けてバイアス電圧を立ち上げるバイアス電圧制
御部が設けられているために、発光素子の信号非入力時
にはバイアス電圧が遮断されてパワー制御ループからバ
イアス電流制御部にバイアス電圧が加えられることはな
く、その分だけ消費電流を小さくすることができ、しか
も、発光素子の信号入力時には時定数を設けてバイアス
電圧を立ち上げるために、たとえバースト的な伝送信号
が入力されたとしても、発光素子に過剰に大きいバイア
ス電圧が加わることはなく、発光素子に損傷を与えるこ
と等は防止され、発光素子のサージ保護も行われる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一名
称部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
図1には、本発明に係る光送信器の一実施例の回路図が
示されている。本実施例が従来例と異なる特徴的なこと
は、パワー制御ループ19に、レーザダイオード3の信号
非入力時にはバイアス電圧を遮断し、レーザダイオード
3の信号入力時には時定数を設けてバイアス電圧を立ち
上げるバイアス電圧制御部20を設けたことである。
【0011】なお、本実施例では、オペアンプ6、コン
デンサ9、抵抗体10により検波回路16が形成されてお
り、オペアンプ6の反転入力端子にフォトダイオード5
が接続されていると共に、オペアンプ6の反転入力端子
と出力端間にはコンデンサ9と抵抗体10がそれぞれ並列
に接続されており、オペアンプ6の非反転入力端子にバ
イアス電圧制御部20が接続されている。また、検波回路
16はレーザダイオード3の発光パワーの平均値を検波す
るようになっており、検波回路16の時定数τ1はコンデ
ンサ9の容量Cfと抵抗体10の抵抗Rfに依存し、τ1
=Cf・Rfとなっている。
【0012】バイアス電圧制御部20は、トランジスタ1
8、電源12、抵抗体11、コンデンサ13を有して構成され
ており、オペアンプ6の非反転入力端子に接続されてお
り、オペアンプ6の非反転入力にはトランジスタ18の制
御により基準電圧Vref が加えられるようになってい
る。トランジスタ18のベース側には、図示されていない
送信要求信号発生回路が接続されており、送信要求信号
発生回路は光送信器のトランジスタ1,2側に伝送信号
が入力されていないときにはトランジスタ18が基準電圧
ref を遮断するように送信要求信号(R.S.信号)
を加え、トランジスタ1,2側から伝送信号が入力され
るときには、抵抗体11の抵抗とコンデンサ13の容量に依
存する時定数τ2により基準電圧Vref が立ち上がるよ
うな制御をトランジスタ18が行うように送信要求信号
(R.S.信号)を加えるようになっている。なお、時
定数τ2は、コンデンサ13の容量Cと抵抗体11の抵抗R
に依存し、τ2=C・Rとなっており、時定数τ2は前
記時定数τ1よりも大きくなっている。
【0013】本実施例は以上のように構成されており、
次にその動作について説明する。本実施例の光送信器に
おいても、トランジスタ1,2および信号電流制御部14
は従来例と同様に動作し、パワー制御ループ19により次
式(1)に示すようなバイアス電圧V0 がトランジスタ
8に加えられ、フォトダイオード5によりレーザダイオ
ード3の発光パワーが監視されて一定となるようにトラ
ンジスタ8によりバイアス電流が制御される。
【0014】 V0 =Vref −Im・Rf・・・・・(1)
【0015】そして、図2に示すように、データ信号
(伝送信号)が入力されると同時に、送信要求信号発生
回路側からの送信要求信号(R.S.信号)が‘H’
(ハイレベル)から‘L’(ローレベル)になり、デー
タ信号の入力が終了すると、送信要求信号は‘L’から
‘H’となるようになっており、トランジスタ1,2側
からレーザダイオード3への信号入力が終了してトラン
ジスタ18に送信要求信号発生回路側から‘H’の送信要
求信号が入力されると、トランジスタ18がオンとなって
グランド側に接続された状態となり、基準電圧Vref
ほぼグランドレベル(GNDレベル)となり、式(1)
よりバイアス電圧V0 もクランドレベルとなってトラン
ジスタ8に加えられるバイアス電圧V0 が遮断され、結
果的に図2の(A)の部分に示すように、光出力は零と
なる。そして、トランジスタ1,2側からレーザダイオ
ード3に伝送信号が入力されると、送信要求信号は
‘H’から‘L’となり、基準電圧Vref が前記時定数
τ2により立ち上がり、電圧V0 が立ち上がり、トラン
ジスタ8は駆動電流を流し、それにより、図2に示すよ
うな緩やかな立ち上がりでレーザダイオード3から光が
出力される。なお、伝送信号は通常、プリアンブルの部
分とデータの部分とで構成されており、データの部分は
一定の安定した光出力で出力されることになる。
【0016】また、トランジスタ1,2からの伝送信号
の入力が停止されると、再び送信要求信号が‘H’の状
態となり、前記と同様に、基準電圧Vref がオフとな
り、光出力は図2の(A)′に示すように零となり、信
号再入力時には上記と同様に光出力が緩やかに立ち上が
るといったように、伝送信号の入力および停止に対応し
てこのような動作が繰り返されることになる。
【0017】本実施例によれば、上記動作により、パワ
ー制御ループ19によりレーザダイオード3の発光パワー
が監視されて発光パワーに対応させてバイアス電流が一
定となるようなバイアス電圧がトランジスタ8に加えら
れるために、レーザダイオード3の温度変動を補償する
ことが可能であり、ペルチェ素子等を設ける必要はない
ために、消費電流の小さい装置とすることができる。し
かも、レーザダイオード3の信号非入力時にはバイアス
電圧制御部20によりトランジスタ8にかかるバイアス電
圧が遮断され、レーザダイオード3の信号入力時には時
定数τ2を設けて立ち上がるために、バースト的な伝送
信号が入力されたときにも、光出力は緩やかに立ち上が
り、レーザダイオード3が損傷することは防ぐことがで
きる。さらに、本実施例では、バイアス電圧制御部20の
時定数τ2は検波回路16の時定数τ1よりも大きいため
に、信号入力時の光出力が定常時よりも大きくなること
はなく、レーザダイオード3に支障を来すことを完全に
防ぐことができる。
【0018】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例では、時定数τ2を時定数τ1よりも大きく構成
したが、時定数τ2は必ずしも時定数τ1よりも大きい
とは限らず、例えば、時定数τ2と時定数τ1はほぼ同
じ大きさとしても構わない。ただし、時定数τ2を時定
数τ1よりも大きくすることにより、信号入力開始時の
光出力が定常時よりも大きな光出力となることを完全に
防ぎ、レーザダイオード3に支障を来すことを完全に防
げるために、時定数τ2を時定数τ1よりも大きくする
ことが望ましい。
【0019】また、上記実施例では検波回路16はレーザ
ダイオード3の発光パワーの平均値を検波するように構
成したが、検波回路16はレーザダイオード3の発光パワ
ーのピーク値を検波するようにしても構わない。
【0020】さらに、上記実施例では、単一正電源の回
路としたが、本発明の光送信器は必ずしも単一正電源で
使用する回路とは限らない。
【0021】さらに、上記実施例では、レーザダイオー
ド3を発光素子としたが、発光素子はレーザダイオード
とは限らず、他の発光素子としても構わない。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、バイアス電流が一定と
なるようなバイアス電圧をバイアス電流制御部に加える
パワー制御ループに、発光素子の信号非入力時にはバイ
アス電圧を遮断し、発光素子の信号入力時には時定数を
設けてバイアス電圧を立ち上げるバイアス電圧制御部を
設けたことにより、装置にバースト的な伝送信号が入力
されても、バイアス電圧が時定数により緩やかに立ち上
がり、従来のように信号入力開始部分の光出力が過剰に
大きくなりすぎるとったようなことはなく、発光素子が
損傷することを防ぐことができ、発光素子の寿命を長く
することができる。また、通常はパワー制御ループによ
り発光素子の温度変動を補償できるために、ペルチェ素
子等を光送信器に設ける必要もなく、消費電流の小さい
装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光送信器の一実施例を示す回路図
である。
【図2】上記実施例の動作を示す説明図である。
【図3】一般的な光送信器の電流と光出力との関係を示
す説明図である。
【図4】従来の光送信装置の一例を示す回路説明図であ
る。
【図5】従来の光送信器にバースト的な伝送信号が入力
されたときのレーザダイオード3の光出力を示す説明図
である。
【符号の説明】
3 レーザダイオード 5 フォトダイオード 6 オペアンプ 8 トランジスタ 16 検波回路 19 パワー制御ループ 20 バイアス電圧制御部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光素子を有し、該発光素子に対する信
    号電流を制御する信号電流制御部と、発光素子に対する
    バイアス電流を制御するバイアス電流制御部と、発光素
    子の発光パワーを監視して該発光パワーに対応させて前
    記バイアス電流が一定となるようなバイアス電圧をバイ
    アス電流制御部に加えるパワー制御ループとが設けられ
    ている光送信器であって、該パワー制御ループには発光
    素子の信号非入力時にはバイアス電圧を遮断し、発光素
    子の信号入力時には時定数を設けてバイアス電圧を立ち
    上げるバイアス電圧制御部を設けたことを特徴とする光
    送信器。
JP6082397A 1994-03-28 1994-03-28 光送信器 Pending JPH07273388A (ja)

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JP6082397A JPH07273388A (ja) 1994-03-28 1994-03-28 光送信器

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