JPS58141045A - 半導体レ−ザダイオ−ドの駆動回路 - Google Patents

半導体レ−ザダイオ−ドの駆動回路

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Publication number
JPS58141045A
JPS58141045A JP57023342A JP2334282A JPS58141045A JP S58141045 A JPS58141045 A JP S58141045A JP 57023342 A JP57023342 A JP 57023342A JP 2334282 A JP2334282 A JP 2334282A JP S58141045 A JPS58141045 A JP S58141045A
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JP
Japan
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current
output
amplitude
signal
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP57023342A
Other languages
English (en)
Inventor
Kuniyoshi Konishi
古西 邦芳
Yasushi Jinbo
仁保 康
Koji Shida
司田 浩二
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.)
Toshiba Engineering Corp
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Engineering Corp
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Engineering Corp, Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Engineering Corp
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Publication of JPS58141045A publication Critical patent/JPS58141045A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50Transmitters

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技衝分野〕 本発明は特に光伝送用の発光素子として用いられる半導
体レーデダイオードを駆動するための半導体レーデダイ
オード−動回路に関する。
〔発明の技術的背景〕
一般に半導体レーデダイオード(以下、LDと称する)
は、情報伝送の超高速化および長距離化が要求される光
伝送における送信回路の発光素子として用いられること
が多い。第1図はLDの電流!対光田力し%性を示すも
ので、電流Iがスレッシ冒ルド電流!1.を越えるとL
Dのレーデ発振が開始され、光出力(光強度)Lが急激
に増大することがわかる。そこで、LD(半導体レーデ
ダイオード)駆動回路では、このスレッシ冒ルド電訛!
□をバイアス電流I。
とじてLDに定常的に供給することによシ、LDを常時
発振可能な状態とするよりになっている。そして、LD
駆動回路において、送信信号としての入力信号に応じた
変調電流IMを上記バイアス電流Ilに重畳することに
よシ、入力信号に応じた発振出力すなわち光出力P0を
得るよう罠なっている。
ところで、LDのスレッシ1ルド電流!□はその温度依
存性によシ、温度変化によって変動する。第2図はスレ
ッシ曹ルド電流Ithが変動した場合の電流I対光出力
L41性例を示すものである。図中、ムは変動前、Bは
スレッシ田ルド電流!、が減少した場合、Cは同じく増
加した場合の特性である。スレッシ璽ルド電流■□が変
動すると、LDK一定のバイアス電流■。
を定常的に供給する方式÷は、入力信号に応じた変調電
流IME対し、光出力りが変動する。たとえば特性Bの
場合、特性ムの場合にくらべて光出力りは大きくな)(
P0→p、/ )、特性Cの場合には小さくなる( p
0→P0′)。このようにLDの光出力は温度依存性が
あるため安定性にかける。
そこで従来のLD駆動回路では、安定化回路(以下、A
PCと称する)によシ光出力の安定化が図られるように
なっている。第3図はAPCを備えた従来のLD駆動回
路の概略構成を示すもので、11はLDである。12は
LDIIにバイアス電流Ilを供給するバイアス電流源
としてのトランジスタ、13はAPCである。APC1
3はLDIIの光出力の実効値を検出し、この検出結果
に応じてトランジスタ120ペースに供給するバイアス
制御用ペース電流を可変する周知の回路構成を有してい
る。このAPCJ Jの制御によシ、トランジスタ12
のコレクタ電流すなわちバイアス電流■、がスレッシ璽
ルド電流工□の変動に追従して可変され、LDllの光
出力の安定化が図られる。なお、14はLDIIに変調
電流IMを供給する変調電流源としてのトランジスタ1
5を備えた変調回路である。変調回路14には送信信号
としての一定の振幅の入力信号INが入力されておシ、
この入力信号INは直流バイアス信号に重畳されてトラ
ンジスタ15のペースに供給される。しかして、入力信
号INに応じた一定振幅のコレクタ電流が変調電流−と
してLDIIに供給される・ 〔背景技術の問題点〕 LDの電流I対光出力り特性は、前述した温度変化のほ
かに、時間の経過によっても変化する。すなわちLDに
は経時劣化がある。第4図は経時劣化によるLDの電流
I対光出力L%性の変動例を示すもので、Dは正常時、
Eは劣化時の特性である。LDの経時劣化の場合、発振
領域における上記特性曲線の傾き(dL/di)すなわ
ち微分効率が低下する。この結琴、光出力りはLDの正
常時にくらべて低下する。第3図のAPCJ Jは前述
したスレッシ冒ルド電流■。
の変動による光出力の変動だけでなく、LDの劣化に起
因する上記微分効率の変動(低下)による光出力の変動
(低下)にも作用する。これによシ、バイアス電流!、
が可変され光出力の安定化が図られる。
しかし、バイアス電流11を可変して光出力の安定化を
図る従来のLD駆動回路では、次のような問題がありた
。すなわちLDの劣化によシ微分効率が低下して光出力
が低下すると、APCIJの制御によシバイアスミ流1
.が増加され、光出力の安定化が図られるが、この光出
力の振幅は微分効率で決定されるため、正常時における
振幅に比較して減少する問題があった。このためLDの
光出力に含まれる信号成分と、雑音との比が小さくなJ
)、LDの劣化に併りて送信情味の品質が低下する欠点
がありた。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に鑑みてなされたものでその目的if
、LD’(半導体レーデダイオード)の劣化などで微分
効率が変動してもLDの光出力otitso安定化が図
れ、高品質の変調光信号の出力が行なえる半導体レーデ
ダイオード駆動回路を提供することにある。
〔発明の概要〕
LDから出力される光信号の振幅の変動を検出し、この
検出結果に応じ九利得で入力信号を増幅することによシ
振幅が可変された変調電流を得、この変調電流をLDK
供給することによって微分効率の変動に無関係に上記光
信号の振幅を安定化するものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。な
お、第3図と同一部分に紘同−符号を付して詳細な説明
を省略する。第5図のLD(半導体レーデダイオード)
駆動回路において、21はLDIIから出力される光信
号を受光し電気信号に変換する受光素子たとえばフォト
ダイオード(以下、PDと称する)である。22はPD
IIにて一変換され良電気信号(電流信号)を電圧に変
換する電流/電圧変換善良とえば抵抗である。23はオ
ペアンプ(OPと称スる)24を有し、抵抗22に発生
する信号電圧の波高値を検波する波高値検波回路である
。これらPDII、抵抗22、および波高値検波回路J
JKよって光出力検波回路25が構成されている。
2e紘op(オペアンプ)である。0P26は波高値検
波回路23の検波出力電圧と基準電圧発生器21から供
給される基準電圧とを比較し、その電圧差に応じ九出力
電圧を発生する。
2aはアクティブフィルタである。アクティブフィルp
xaはop(オペアンf)29を有し、opxgの出力
電圧を積分、増幅して制御電流■cmを出力するようK
なっている。これらoPxe、基準電圧発生器21、お
よびアクティブフィルタ28によって振幅変動検出回路
3oが構成されている。31は変調電流源としてのトラ
ンジスタ15(第3図参照)、トランジスタ11()エ
イツタに接続された電流制限用の抵抗32、シよびムG
C(自動利得制御)回路s3とを有する変調回路である
。ムGC回路5spcは送信信号としての入力信号IN
およびアクティブフィルタ28から出力される制御電R
IcNアが入力される。AGC回路3Sはこの制御電流
■cNTの電流値に応じた利得で入力信号INを電流増
幅し変調制御用ペース電流としてトランジスタ150ペ
ースに供給する。
次に本発明の一実施例の動作を説明する。
LDJJはトランジスタ12かも供給されるノ4イアス
電流■、およびトランジスタ15から供給される変調電
流!つによって駆動され、その電流1対光出力り特性で
示される強度の光信号を出力する。LDllから出力さ
れる光信号の一部はPDjfで検出され電流信号に変換
される。
この電流信号は抵抗22で電圧に変換される。
第6図は抵抗220両端電圧の一例を示すもので、その
電圧レベルはLDIIの光出力の振幅に対応している。
上記抵抗220両端電圧には送信情報としての信号成分
が含まれている。抵抗22の両端電圧は波高値検波回路
23に供給され、これによシ第7図に示されるように抵
抗220両端電圧に含まれる信号成分の波高値が検波さ
れる。この波高値検波回路23の検波出力の電圧レベル
はLDIIの光出力の最大振幅に対応している。
波高値検波回路23の検波出力は0P26の一方の入力
端子に供給される@ OP J 6の他方の入力端子に
は基準電圧発生器27で発生される基準電圧が供給され
ている。0PR6は波高値検波回路2Jの検波出力と基
準電圧とを比較し、その(正負を含む)電圧差に応じた
出力電圧を発生する。この出力電圧はアクティブフィル
タ28に供給される。シカして、0P16の出力電圧に
応じた制御電流ICM?がアクティブフィルタ28から
変調回路31のAGC回路33に供給される。このAG
C回路S3には送信信号としての入力信号INが入力さ
れておClAccg路zsld、この入力信号INを上
記制御電流■CN?の電流値に応じた利得で電流増幅す
る。AGC回路j3の増幅出力、すなわち入力信号IN
の振幅が可変され光信号は変調制御用ペース電流として
トランジスタ150ペースに供給される。そシテ、コレ
クタ電流に応じてトランジスタ15のコレクタ電流すな
わち変調電流!つがたとえば夏dに可変される。この変
調電流■Iはバイアス電流IIK重畳されてLDIIに
供給され、LDIIからこれらの電流の和(1,+I’
)に応じ九強度の光信号が出力される。
第8図はLDIIが劣化して微分効率が低下した場合の
本発明の一実施例の動作を説明するための電流!対光出
カL特性を示すもので、Fは正常時、Gは劣化時の特性
である。LDIJが正常な場合、トランジスタ12から
バイアス電流11としてスレッシ冒ルド電流■thが、
トランジスタ15から変調電流IMがそれぞれLDII
に供給され光出力P0が得られる。この状態でLDII
の劣化によシ図示GK示されるように微分効率が低下す
るとLDIIの光出力はPoからP0″に低下する(こ
れは第4図を用いて説明した通)であるλLDIIの光
出力の低下、すなわち光出力における振幅の低下は、前
述した動作説明から明らかなように波高値の電圧レベル
の低下となって現われる。そして、この波高値の電圧レ
ベルの低下に応じた制御電流■。。
が0PJII、基準電圧発生器27、およびアクティf
フィルタ28がら成る振幅変動検出回路10からムGC
回路2sに供給される。この結果、前述し九作用で変調
電流INがljK増加され、第8図に示されるように微
分効率が低下したにもかかわらずLDIIC)光出力の
最大振幅はP“′からp6c増大する。すなわち、本実
施例によれ・ ば、光出力の振幅の低下を前記波高値の低下として振幅
変動検出回路SOにて検出し、この検出結果に応じて変
調回路31から供給される変調電流を可変するととKよ
ってLDIIの光出力の振幅を安定化する仁とができる
。したがって従来のように微分効率の低下のために先出
カO振幅すなわち信号成分の振幅が著しく減少し、SZ
N比が低下する恐れがなくな9、高品質の送信情報の出
力が可能となる。
ところで上述の動作説明では、LDJIの微分効率だけ
が変動(低下)した場合について説明したが、温度変化
等によって更にスレッシ璽ルド電流■□が変動した場合
であっても、上述の変調電流制御と、従来例で説明した
APCJ Jによるバイアス電流制御とによってLDI
Iの光出力の振幅並びに光出力の実効値の安定化が図れ
ることは明らかである。tた、本実施例における変調電
流制御、すなわち変調回路S1の変調電流発生方式はA
級増幅であシ、したがってデジタルの入力信号は勿論、
アナログの入力信号の変調にも有効である。更に本実施
例によれば、LDの劣化に限らず、素子(LD)製造工
程における素子間の微分効率のばらつきや他の攬類のL
D(たとえば型形式の異なるもの、性能が異なるもの)
との互換性の問題に対しても、光出力の振幅の一定化が
図れることから有効に作用する。
次に纂9図および嬉10図を参照して本発明の他の実施
例を説明する。なお、第5図と同一部分には同一符号を
付して詳細な説明を省略する。また、第5図と共通部分
については一部図示を省略する。第9図において4oは
変調回路である。変調回路40には第5図の変調回路S
1と同様に入力信号INおよび振幅変動検出回路SO(
第5図参照)から与えられる制御電流!。、が入力され
る。変調回路40はPINダイオード41を有しておシ
、このPINダイオード410抵抗値は制御電流Ica
tの変化によって変化する。そして、PINメイオード
41の抵抗値の変化に応じて入力信号INが可変される
。これによ)トランジスタ150ベースに供給される変
調制御用ペース電流が可変され、そのコレクタ電流すな
わち変調電流IMが可変される。明らかなように仁の変
調電流IMの振幅は(入力信号INC)振幅が一定の場
合において)制御電流I、、、 0電流値に対応してい
る。すなわち、f詞回路4−は第5図の変調回路31と
同様に、制御電流1.、、 K応じて変調電流−を可変
する。この結果、LDIIの微分効率の変動に無関係に
光出力の振幅の安定化が図られる。
一方、第10図の変調回路50では、トランジスタ15
のエンツタに接続され圧抵抗32に交流的に並列にPI
Nダイオードj1が接続されている。PINダイオード
51には制御電流”C0LTが供給されるようになって
おシ、PIN/イオード51の抵抗値は制御電流”C1
lの変化によって変化する。
そして、PINダイオード51の抵抗値の変化に応じて
トランジスタ15のエミッタ抵抗値が可変される。この
結果、トランジスタ15のエミッタ電流が可変され、コ
レクタ電流すなわち変調電流■つが可変される。このよ
うに本発明の他の実施例によれば、変調回路内K AG
C回路を設けなくても、実質的に入力信号INを制御信
号IMに応じた利得で増幅して、制御信号IMの電流値
に対応する振幅の変調信号■工を出力することができる
〔発明の効果〕
以上詳述したように本発明の半導体レーデダイオード駆
動回路によれば、LD(半導体レーデダイオード)の劣
化などで微分効率が変動してもLDの光出力の振幅の安
定化が図れるので高品質の変調光信号の出力が行なえる
【図面の簡単な説明】
第1図線半導体レーデダイオードの電流対光出力特性を
示す図、第2図はスレッシ冒ルド電流が変動し九場合の
半導体レーデダイオードの電流対光出力特性を示す図、
第3図は従来例を示す回路構成図、第4図線機分効率が
変動した場合の半導体レーザダイオードの電流対光出力
特性を示す図、第5図は本発明の一実施例を示す回路構
成図、第6図は光信号の光/電気変換後の信号電圧波形
を示す図、第7図はこの信号電圧の波高値検波出力波形
を示す図、第8図は上記実施例の動作を説明する丸めの
半導体レーデダイオードの電流対光出力特性を示す図、
第9図および第10図は本発明の他の実施例を示す要部
の回路構成図である。 11・・・半導体レーデダイオード(LD)、I J 
# 11 ”・トランジスタ、13・・・安定化回路(
ムpc )、14 e J 1 * 41) * 50
 ・−・変調回路、11−7オトダイオード(PD)、
23・・・波高値検波回路、2a*26*29・・・オ
ペアンプ(OP)、25・・・光出力検波回路、30・
・・振幅変動検出回路、s:tt−・・AGC回路、4
1e51・・・PINダイオード。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第2図 第3図 +V 亜   15図 く 第6図 第8図 十■    第9図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  バイアス電流およびこのバイアス電流に重畳
    された変調電流によって駆動される半導体レーデダイオ
    ードを備えた半導体レーザダイオード駆動回路において
    、上記半導体レーデダイオードから出力される光信号を
    検出して電気信号Kf換し、この変換電圧の波高値を検
    波する光出力検波回路と、この光出力検波回路の検波電
    圧と基準電圧とを比較し、その電圧差に応じたアナログ
    出力信号を制御信号として出力する振幅変動検出回路と
    、この振−変動検出回路から出力される上記制御信号に
    応じた利得で入力信号を増幅し、この増幅出力を変調電
    流として上記バイアス電流に重畳する変調回路とを具備
    し、上記半導体レーデダイオードから出力される光信号
    の振幅の変動に応じて上記変調電流の振幅が可変される
    ことを特徴とする半導体レーデダイオードの駆動回路。
  2. (2)・上記半導体レーデダイオードの光出力の変動に
    応じて上記バイアス電流を可変し、上記光出力の実効値
    を安定化する安定化回路を備えていることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の半導体レーデダイ第一ドの
    駆動回路。
JP57023342A 1982-02-16 1982-02-16 半導体レ−ザダイオ−ドの駆動回路 Pending JPS58141045A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6251279A (ja) * 1985-08-30 1987-03-05 Konishiroku Photo Ind Co Ltd 半導体レ−ザ駆動回路
JPS6251280A (ja) * 1985-08-30 1987-03-05 Konishiroku Photo Ind Co Ltd 半導体レ−ザ駆動回路
JPS6316773U (ja) * 1986-07-17 1988-02-03

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6251279A (ja) * 1985-08-30 1987-03-05 Konishiroku Photo Ind Co Ltd 半導体レ−ザ駆動回路
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