JPS58225676A - 半導体レ−ザの出力安定化回路 - Google Patents
半導体レ−ザの出力安定化回路Info
- Publication number
- JPS58225676A JPS58225676A JP10812482A JP10812482A JPS58225676A JP S58225676 A JPS58225676 A JP S58225676A JP 10812482 A JP10812482 A JP 10812482A JP 10812482 A JP10812482 A JP 10812482A JP S58225676 A JPS58225676 A JP S58225676A
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- JP
- Japan
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- tied
- negative electrode
- base
- semiconductor laser
- transistor
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
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- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体レーザ（レーザダイオード）の出力安
定化装置に関するものである。レーザダイオードは流す
電流が一定であっても温度により出力がかなり大きく変
動する。これを防ぐためにレーザダイオードの発光出力
の一部をフォトダイオード等よシなる検出器に導き、こ
の検出電圧を２ページ 基準電圧と比較し、その両者の誤差電圧を直流増巾して
レーザダイオードのバイアス電流に負帰還させる方法が
、レーザダイオードのＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐ
ｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路として従来から知られ
ている。
定化装置に関するものである。レーザダイオードは流す
電流が一定であっても温度により出力がかなり大きく変
動する。これを防ぐためにレーザダイオードの発光出力
の一部をフォトダイオード等よシなる検出器に導き、こ
の検出電圧を２ページ 基準電圧と比較し、その両者の誤差電圧を直流増巾して
レーザダイオードのバイアス電流に負帰還させる方法が
、レーザダイオードのＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐ
ｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路として従来から知られ
ている。
しかし、高利得の直流増幅器（演算増幅器）を使用した
のでは、回路が複雑・高価になるので、演算増巾器を用
いない簡単で安価な回路が望塘れる。
のでは、回路が複雑・高価になるので、演算増巾器を用
いない簡単で安価な回路が望塘れる。
このため、従来第１図に示す構成のものが考えられてい
る。
る。
第１図ａにおいて、１はレーザダイオードであり、その
アノードは電源７の正極に接続され、カンードは抵抗４
を介してＮＰＮ）ランジスタ３のコレクタに接続されて
いる。
アノードは電源７の正極に接続され、カンードは抵抗４
を介してＮＰＮ）ランジスタ３のコレクタに接続されて
いる。
前記トランジスタ３のエミッタは前記電源７の負極に接
続され、ベースは抵抗５を介して前記電源７の正極に接
続されるとともに、コンデンサ６を介して前記電源７の
負極に接続されている。
続され、ベースは抵抗５を介して前記電源７の正極に接
続されるとともに、コンデンサ６を介して前記電源７の
負極に接続されている。
２Ｆｉ前記レーザダイオード１がらの発光の一部を３ペ
ージ 受けるフォトダイオードであり、このアノードは前記ト
ランジスタ３のベースに、カソードは前記電源の負極に
それぞれ接続されている。
ージ 受けるフォトダイオードであり、このアノードは前記ト
ランジスタ３のベースに、カソードは前記電源の負極に
それぞれ接続されている。
以上の構成において、温度変化率により半導体レーザ１
の光量が変化すると、フォトダイオード２に照射される
光量が変化し、この照射光量の変化によりトランジスタ
３のベース電圧が変化して半導体レーザ１に流れる電流
値を制御し、一定の光量となるよう構成している。
の光量が変化すると、フォトダイオード２に照射される
光量が変化し、この照射光量の変化によりトランジスタ
３のベース電圧が変化して半導体レーザ１に流れる電流
値を制御し、一定の光量となるよう構成している。
第１図すはトランジスタ３としてＰＮＰ ）ランジスタ
を使用した場合例であり、その動作は第１図ａと同一で
ある。
を使用した場合例であり、その動作は第１図ａと同一で
ある。
ところが、最近発売されているビデオディスク光源用等
のレーザダイオードは第２図の様な構造を有している。
のレーザダイオードは第２図の様な構造を有している。
即ち、レーザダイオード１とフォトダイオード２が一体
化されており、レーザダイオード１のアノードとフォト
ダイオード２のカソードが同一筐体内部で接続されユー
ザーがこれらを切離すことができないようになっている
ものがある。
化されており、レーザダイオード１のアノードとフォト
ダイオード２のカソードが同一筐体内部で接続されユー
ザーがこれらを切離すことができないようになっている
ものがある。
従って、この第２図に示すような構成のレーザダイオー
ド装置は、第１図に示すような回路では使用できない。
ド装置は、第１図に示すような回路では使用できない。
本発明は、この第２図に示すような構成のレーザダイオ
ード装置を使用して、簡単な構成により発光出力を安定
化せんとするものである。
ード装置を使用して、簡単な構成により発光出力を安定
化せんとするものである。
以下第３図に本発明の１実施例をあげ説明する。
第３図において、１はレーザダイオードであｐｌそのア
ノードは、フォトダイオード２のカソードに接続される
とともに、電源子の正極に接続されている。
ノードは、フォトダイオード２のカソードに接続される
とともに、電源子の正極に接続されている。
レーザダイオード１のカソードは抵抗４を介してＮＰＮ
）ランジスタ３のコレクタと接続されている。
）ランジスタ３のコレクタと接続されている。
このトランジスタ３のエミッタは、前記電源７の負極に
接続され、ベースは抵抗１ｏと９を介して前記電源７の
正極に、また前記抵抗１０を介して〒 ＮＰＮ）ランジスタ８のコレクタに接続され、さらにコ
ンデンサ６を介して前記電源７の負極に接続されている
。
接続され、ベースは抵抗１ｏと９を介して前記電源７の
正極に、また前記抵抗１０を介して〒 ＮＰＮ）ランジスタ８のコレクタに接続され、さらにコ
ンデンサ６を介して前記電源７の負極に接続されている
。
６ページ
前記トランジスタ８のエミッタは前記電源７の負極に、
ベースは前記フォトダイオード２のカソードに接続され
るとともに、抵抗６を介して前記電源子の負極に接続さ
れている。
ベースは前記フォトダイオード２のカソードに接続され
るとともに、抵抗６を介して前記電源子の負極に接続さ
れている。
次にこの動作を説明する。
レーザダイオード１の光出力ＰＬは、レーザ電流をＩＬ
１発光効率をｌＬ 、レーザの発振開始しきい値電流
をＩｔｈとすると、次式で表わされる。
１発光効率をｌＬ 、レーザの発振開始しきい値電流
をＩｔｈとすると、次式で表わされる。
Ｐ、−ｌＬ（ｌＬ ’ｔｈ） ・・・・
・・・・・（１）レーザ光の一部を受光したフォトダイ
オード２に流れる電流ＩＰは、効率をηＰとすると次式
で表わされる。
・・・・・（１）レーザ光の一部を受光したフォトダイ
オード２に流れる電流ＩＰは、効率をηＰとすると次式
で表わされる。
ＩＰ−９ＰＰＬ ・・・・・・・
・・（２）また、トランジスタ８のベース・エミッタ間
電圧ｖｂｏ１は電流ＩＰ 、ベース電流”ｂ１＋フォト
ダイオード２の負荷抵抗５の抵抗値Ｒ１により、ｖｂ８
１−（ＩＰ−Ｉｂ１）Ｒ１・・・・・・・・・（３）ト
ランジスタ８のコレクタ電流Ｉ。１は、トランジスタ８
の電流増巾率β１により、 ■ｃ１−β１１ｂ、 ・・・・・・
・・・（４）６ページ 直流電源７の電圧を■。。、抵抗器９の抵抗値をＲ２、
抵抗器１０の抵抗値をＲ３，トランジスタ３のベース・
エミッタ間電圧を■ｂ８２．トランジスタ３０ベース電
流をＩｂ２ とすると、■ｂ２Ｒ３＋ｖｂｏ２−Ｖｏｏ
−Ｒ２（Ｉｂ２＋Ｉｏ１）・・・・−（５）トランジス
タ３の電流増巾率をβ２とすると、ＩＬ−β２Ｉ、２
・・・・・・・・−＠）でそれぞれ
表わされる。
・・（２）また、トランジスタ８のベース・エミッタ間
電圧ｖｂｏ１は電流ＩＰ 、ベース電流”ｂ１＋フォト
ダイオード２の負荷抵抗５の抵抗値Ｒ１により、ｖｂ８
１−（ＩＰ−Ｉｂ１）Ｒ１・・・・・・・・・（３）ト
ランジスタ８のコレクタ電流Ｉ。１は、トランジスタ８
の電流増巾率β１により、 ■ｃ１−β１１ｂ、 ・・・・・・
・・・（４）６ページ 直流電源７の電圧を■。。、抵抗器９の抵抗値をＲ２、
抵抗器１０の抵抗値をＲ３，トランジスタ３のベース・
エミッタ間電圧を■ｂ８２．トランジスタ３０ベース電
流をＩｂ２ とすると、■ｂ２Ｒ３＋ｖｂｏ２−Ｖｏｏ
−Ｒ２（Ｉｂ２＋Ｉｏ１）・・・・−（５）トランジス
タ３の電流増巾率をβ２とすると、ＩＬ−β２Ｉ、２
・・・・・・・・−＠）でそれぞれ
表わされる。
（１）〜（６）よりＩＰを求めると、
（７）式より、
７ページ
が成立する時、
従って、レーザ電流ＩＬは
と安定化されることがわかる。
条件（８）〜（１０）を満足するためには、β１ とβ
２が充分大きくなくてはならないが、他のパラメータの
値によってはβ１ とβ２として１０００以上を要求さ
れることがある。その場合にはトランジスタ３あるいは
トランジスタ８を第４図の様に複数段のダーリントン接
続すればよい。また、抵抗器４は電流制限用、コンデン
サ６は直流電源７のＯｎ時に過渡応答によって、過大な
電圧が生じた時に抵抗器９，１０とコンデンサ６との時
定数によってトランジスタ３がＯｎする時刻を遅らせる
ことによって、レーザに過大な電流の流れるのを防止す
るためのものである。また、抵抗器１０はトランジスタ
８を第４図の様にダーリントン接続した時に、トランジ
スタ３のコレクタエミッタ飽和電圧Ｚ”ａｓ、ｓａｔ
がトランジスタ８のベースエミッタ電圧ｖｂ８より大き
くなり、トランジスタ３が飽和領域で動作してしまうの
を防ぐだめのものである。
２が充分大きくなくてはならないが、他のパラメータの
値によってはβ１ とβ２として１０００以上を要求さ
れることがある。その場合にはトランジスタ３あるいは
トランジスタ８を第４図の様に複数段のダーリントン接
続すればよい。また、抵抗器４は電流制限用、コンデン
サ６は直流電源７のＯｎ時に過渡応答によって、過大な
電圧が生じた時に抵抗器９，１０とコンデンサ６との時
定数によってトランジスタ３がＯｎする時刻を遅らせる
ことによって、レーザに過大な電流の流れるのを防止す
るためのものである。また、抵抗器１０はトランジスタ
８を第４図の様にダーリントン接続した時に、トランジ
スタ３のコレクタエミッタ飽和電圧Ｚ”ａｓ、ｓａｔ
がトランジスタ８のベースエミッタ電圧ｖｂ８より大き
くなり、トランジスタ３が飽和領域で動作してしまうの
を防ぐだめのものである。
なお、レーザダイオードが第２図とは逆にレーザのカソ
ードとフォトダイオードのアノードが共通になっている
場合にはＰＮＰ ）ランジスタを用いて第６図の様な構
成にすることができる。
ードとフォトダイオードのアノードが共通になっている
場合にはＰＮＰ ）ランジスタを用いて第６図の様な構
成にすることができる。
本発明の回路により、フォトダイオード内蔵型の三端子
レーザダイオードの光出力を、レーザダイオードの周囲
温度が変化した場合においても安定化でき、その結果、
光学式ビデオディスク再生、ｊ 装置に使用した場合、光出力に比例するフォーカス・ト
ラッキングサーボのゲインが安定化され、安定な再生が
実現されるものである。
レーザダイオードの光出力を、レーザダイオードの周囲
温度が変化した場合においても安定化でき、その結果、
光学式ビデオディスク再生、ｊ 装置に使用した場合、光出力に比例するフォーカス・ト
ラッキングサーボのゲインが安定化され、安定な再生が
実現されるものである。
９ページ
第１図ａ、ｂはそれぞれ従来の半導体レーザの出力安定
化回路の電気回路図、第２図は半導体レーザ装置の一例
を示す電気的結線図、第３図、第４図および第６図はそ
れぞれ本発明の実施例を示す電気的結線図である。 １・・・・・・半導体レーザ、２・・・・・・フォトト
ランジスタ、３，８・・・・・・トランジスタ、４，５
，９，１０・・・・・・抵抗、６・・・・・・コンデン
サ、了・・・・・・電源。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 （Ｑ＞ 、５ （１）） ／ 第２図 第３図
化回路の電気回路図、第２図は半導体レーザ装置の一例
を示す電気的結線図、第３図、第４図および第６図はそ
れぞれ本発明の実施例を示す電気的結線図である。 １・・・・・・半導体レーザ、２・・・・・・フォトト
ランジスタ、３，８・・・・・・トランジスタ、４，５
，９，１０・・・・・・抵抗、６・・・・・・コンデン
サ、了・・・・・・電源。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 （Ｑ＞ 、５ （１）） ／ 第２図 第３図
Claims (1)
- 半導体レーザへの直流を一段またはダーリントン接続さ
れた複数段のトランジスタの終段トランジスタのコレク
タより供給し、前記半導体レーザの出力光の一部を受光
するフォトトランジスタの前記出力光に応じた検出出力
を奇数個の反転増幅器を介して前記一段またはダーリン
トン接続された複数段のトランジスタの終段のトランジ
スタのベースに印加したことを特徴とする半導体レーザ
の出力安定化回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10812482A JPS58225676A (ja) | 1982-06-22 | 1982-06-22 | 半導体レ−ザの出力安定化回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10812482A JPS58225676A (ja) | 1982-06-22 | 1982-06-22 | 半導体レ−ザの出力安定化回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58225676A true JPS58225676A (ja) | 1983-12-27 |
Family
ID=14476534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10812482A Pending JPS58225676A (ja) | 1982-06-22 | 1982-06-22 | 半導体レ−ザの出力安定化回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58225676A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS639992A (ja) * | 1986-06-30 | 1988-01-16 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ装置 |
| EP0284212A2 (en) * | 1987-03-25 | 1988-09-28 | Sony Corporation | Semiconductor lasers |
| US5199039A (en) * | 1989-09-22 | 1993-03-30 | Imatronic Limited | Laser diode supply circuit |
-
1982
- 1982-06-22 JP JP10812482A patent/JPS58225676A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS639992A (ja) * | 1986-06-30 | 1988-01-16 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ装置 |
| EP0284212A2 (en) * | 1987-03-25 | 1988-09-28 | Sony Corporation | Semiconductor lasers |
| US5199039A (en) * | 1989-09-22 | 1993-03-30 | Imatronic Limited | Laser diode supply circuit |
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