JPH09102646A - レーザダイオードの制御回路 - Google Patents

レーザダイオードの制御回路

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JPH09102646A
JPH09102646A JP25837095A JP25837095A JPH09102646A JP H09102646 A JPH09102646 A JP H09102646A JP 25837095 A JP25837095 A JP 25837095A JP 25837095 A JP25837095 A JP 25837095A JP H09102646 A JPH09102646 A JP H09102646A
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JP
Japan
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voltage
input
control circuit
laser diode
monitor
Prior art date
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Pending
Application number
JP25837095A
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English (en)
Inventor
Osamu Kikuchi
修 菊池
Yuji Ishizaki
裕司 石崎
Masaaki Yusa
公明 遊佐
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.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 伝送速度の高い通信に適用できるようなレー
ザダイオードの制御回路を得る。 【解決手段】 レーザダイオードに駆動電流を供給する
トランジスタ9と、レーザ光を検出して、出力パワーに
対応したモニタ電流を出力するモニタフォトダイオード
2と、モニタ電流を電圧に変換してモニタ電圧として出
力する電流−電圧変換増幅器3と、入力信号の立ち上が
りに反応して、所定幅のエッジ電圧を出力する前方帰還
回路11と、入力信号を基準信号として入力し、そして
モニタ電圧及びエッジ電圧をフィードバック信号として
入力し、その差に基づいてトランジスタ9を制御する高
速演算増幅器8とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザダイオード
の制御回路、特に信号の立ち上がり時におけるレーザ光
の出力の安定制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のレーザダイオードの制御回路は、
入力信号が入力され、高速演算増幅器の正転入力に電圧
Vpが入力されると、レーザダイオードに駆動電流が流
れ、レーザ光が出力される。モニタ手段がそのレーザ光
の出力パワーをモニタして、モニタ電圧に変換し、制御
回路の反転入力に出力する。出力されたモニタ電圧は、
制御回路の反転入力に電圧Vmとして入力される。負帰
還回路の作用で、レーザダイオードに流れる駆動電流
は、制御回路の正転入力に入力される電圧Vp及び反転
入力に入力される電圧Vmが等しくなるように制御され
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のレ
ーザダイオードの制御回路では、信号が入力されてから
レーザ光が安定するまでの時間(これを時定数τとす
る)は、レーザ光の駆動電流を制御するのに十分なモニ
タ電圧が、制御回路の反転入力に電圧Vmとして入力さ
れず、正転入力の電圧Vpとの差が大きくなるので、制
御回路は大きく増幅する。このため、レーザダイオード
にも大きな駆動電流が流れ、図3の従来の各回路の出力
波形図が示しているように、レーザ光の出力にオーバー
シュートが発生し、立ち上がり時の光出力波形が大きく
乱れる。このオーバーシュートは、時定数τと制御回路
のループ利得(これをGとする)により大きさや周期が
決定される。
【0004】このオーバーシュートを伝送品質に影響を
及ぼさない程度に抑えるために、従来はモニタ電圧が反
転入力に電圧Vmとして入力されるまでの時間を短縮し
て、時定数τを短くするか、又はループ利得Gを小さく
して、オーバーシュートに対する反応を小さくするとい
う方法を採っている。しかし、τを小さくし過ぎると、
逆に制御の安定性が悪くなり、目標値に制御されずに発
振してしまうので、必要最低値であるτminより小さ
い値には設定できない。
【0005】また、Gを小さくし過ぎると、電圧Vpに
対する電圧Vmの誤差が大きくなってしまうので、必要
最低値であるGminより小さい値には設定できない。
従来は、ループ利得GをGminとした上で、τをでき
るだけ小さくするようにしていた。このため、パルス幅
の短い高速の光通信において、伝送品質に影響を及ぼさ
ないようにオーバーシュートを抑えるのは従来のレーザ
ダイオード駆動電流の制御回路では限界があり、バース
ト信号を伝送する光通信等には従来のレーザダイオード
駆動電流の制御回路は使えなかった。そこで、伝送速度
の高い通信に適用できるようなレーザダイオードの制御
回路の実現が望まれていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係るレーザダイ
オードの制御回路は、レーザダイオードに駆動電流を供
給する駆動手段と、レーザ光を検出して、出力パワーに
対応したモニタ電圧を出力するモニタ手段と、入力信号
の立ち上がりに反応して、所定幅のエッジ電圧を出力す
る前方帰還回路と、入力信号を基準信号として入力し、
そしてモニタ電圧及びエッジ電圧をフィードバック信号
として入力し、その差に基づいて駆動手段を制御する制
御回路とを備えている。前方帰還回路から出力されるエ
ッジ電圧が、モニタ電圧の遅れによる不足分を制御回路
の反転入力に補うので、入力信号の立ち上がり時から駆
動電流が安定し、レーザ光のオーバーシュートは抑制さ
れる。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態に係る
レーザダイオードの制御回路の回路図である。レーザダ
イオード1のアノード及びモニタフォトダイオード2の
カソードは電圧Vccの電源に接続されている。レーザダ
イオード1のカソードはトランジスタ9のコレクタに接
続されている。トランジスタ9のエミッタは抵抗器10
を介して接地されている。また、モニタフォトダイオー
ド2のアノードは、電流−電圧変換器3と接続され、モ
ニタ電流を出力する。電流−電圧変換器3はそのモニタ
電流をモニタ電圧に変換し、そのモニタ電圧を高速演算
増幅器8の反転入力に出力する。高速演算増幅器8の出
力は、トランジスタ9のベースと接続され、負帰還回路
を構成している。
【0008】バッファ4は、バッファ5及び前方帰還回
路11に接続され、入力信号を送出する。また、バッフ
ァ5は高速演算増幅器8の正転入力と接続され、バッフ
ァ5の出力は電圧Vpとして入力される。
【0009】前方帰還回路11は、バッファ4の出力し
た入力信号を入力し、電圧Vlimを高速演算増幅器8
の反転入力に出力する。前方帰還回路11は、ハイパス
フィルタ6及びリミッタ増幅器7から構成される。ハイ
パスフィルタ6は、リミッタ増幅器7の反転入力側と接
続され、高周波である入力信号の立ち上がり及び立ち下
がりの部分を電圧Vaとして出力する。リミッタ増幅器
7は、正転入力側から基準電圧Vrefを入力し、Vr
efを越えた電圧Vaを高速演算増幅器8の反転入力
に、あらかじめ所望する値に定めておいた電圧Vlim
として出力する。なお、本実施の形態においては、負帰
還系の時定数をτmin、また高速演算増幅器8のルー
プ利得をGminとする。
【0010】図2は本発明の実施の形態に係る各信号及
び各電圧の波形図である。入力信号はバッファ4を介し
て、バッファ5とハイパスフィルタ6に入力される。バ
ッファ5を通った入力信号は、高速演算増幅器8の正転
入力に入力される。高速演算増幅器8の正転入力に電圧
Vpが印加され、トランジスタ9のベースに電流が流れ
ることで駆動電流が流れ出す。駆動電流が流れると、レ
ーザダイオード1に電流が流れ、レーザダイオード1は
レーザ光を発振する。モニタフォトダイオード2が、レ
ーザダイオード1の発光パワーをモニタし、モニタ電流
Imを生じる。モニタ電流Imは電流−電圧変換増幅器
でモニタ電圧に変換され、高速演算増幅器8の反転入力
に電圧Vmとして入力される。入力信号が入力されてか
ら高速演算増幅器8の反転入力にモニタ電圧が入力さ
れ、制御されるまでの時間が負帰還系の時定数τとな
る。
【0011】一方、ハイパスフィルタ6に入力された入
力信号のうち、高周波数である立ち上がり及び立ち下が
りのエッジの部分がハイパスフィルタ6を通過する。ハ
イパスフィルタ6から出力される電圧をVaとすると、
立ち上がりエッジに応じた電圧Vaは正の電圧となり、
立ち下がりエッジに応じた電圧Vaは負の電圧となる。
ハイパスフィルタ6から出力された電圧Vaはリミッタ
増幅器7に入力される。リミッタ増幅器7は、基準電圧
Vref以上のVaに対して反応し、Vlimとして出
力する。
【0012】リミッタ増幅器7から出力されたVlim
は、高速演算増幅器8の反転入力に電圧Vmとして入力
される。Vlimがモニタ電圧の遅れによる不足を補
い、入力信号の立ち上がり時から、高速演算増幅器8の
反転入力に電圧Vmが供給され、制御目標値に達する。
したがって高速演算増幅器8の正転入力Vpと反転入力
Vmの差が縮まり、高速演算増幅器8の増幅が安定し、
レーザ光の出力に生じていたオーバーシュートが抑制さ
れ、信号の立ち上がり時から安定したレーザ光の光出力
波形を送ることができる。
【0013】上記のように構成されたレーザダイオード
の制御回路においては、前方帰還回路11のリミッタ増
幅器7が出力したVlimが、レーザ光の出力を安定に
制御するための電圧を補うため、オーバーシュートが抑
制される。そのため、レーザ光の出力が信号の立ち上が
り時から安定し、光出力波形が乱れず、伝送速度の速い
光通信にも対応できる。
【0014】本実施の形態では、時定数τ及びループ利
得Gをそれぞれτmin及びGminとしたが、本発明
においては、τmin及びGminに限定されることな
く、τの値を小さくし過ぎたり、Gの値を大きくし過ぎ
て、駆動電流が発振してしまわない程度に自由な値を取
ることができる。
【0015】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、入力信号
の立ち上がり時におけるモニタ電圧の遅れによる不足分
を前方帰還回路が出力するエッジ電圧で補うようにした
ので、レーザ光のオーバーシュートは抑制され、伝送速
度の高い通信にも適用できる。また、複雑な回路を使用
しないので、設計を困難にすることなく行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例に係るレーザダイオ
ードの制御回路の回路図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る各信号及び各電圧の
波形図である。
【図3】従来のレーザダイオードの制御回路の各信号及
び各電圧の出力波形図である。
【符号の説明】
1 レーザダイオード 2 モニタフォトダイオード 3 電流−電圧変換増幅器 4、5 バッファ 6 ハイパスフィルタ 7 リミッタ増幅器 8 高速演算増幅器 9 トランジスタ 10 抵抗器 11 前方帰還回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザダイオードに駆動電流を供給する
    駆動手段と、 レーザ光を検出して、出力パワーに対応したモニタ電圧
    を出力するモニタ手段と、 入力信号の立ち上がりに反応して、所定幅のエッジ電圧
    を出力する前方帰還回路と、 前記入力信号を基準信号として入力し、そして前記モニ
    タ電圧及び前記エッジ電圧をフィードバック信号として
    入力し、その差に基づいて前記駆動手段を制御する制御
    回路とを備えたことを特徴とするレーザダイオードの制
    御回路。
  2. 【請求項2】 前記前方帰還回路は、前記入力信号が入
    力されるハイパスフィルタと、該ハイパスフィルタの出
    力が、所定の基準電圧を越えると、前記エッジ電圧を出
    力するリミッタ増幅器とを備えたことを特徴とする請求
    項1記載のレーザダイオードの制御回路。
JP25837095A 1995-10-05 1995-10-05 レーザダイオードの制御回路 Pending JPH09102646A (ja)

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