JPS5941315B2 - 半導体レ−ザの出力安定化方式 - Google Patents
半導体レ−ザの出力安定化方式Info
- Publication number
- JPS5941315B2 JPS5941315B2 JP51135046A JP13504676A JPS5941315B2 JP S5941315 B2 JPS5941315 B2 JP S5941315B2 JP 51135046 A JP51135046 A JP 51135046A JP 13504676 A JP13504676 A JP 13504676A JP S5941315 B2 JPS5941315 B2 JP S5941315B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- semiconductor laser
- voltage
- optical output
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体レーザの出力特にバイアス電流と信号電
流とを重畳して変調するときの光出力の安定化方式に関
するものである。
流とを重畳して変調するときの光出力の安定化方式に関
するものである。
半導体レーザをパルス変調する場合緩和振動やレーザ発
振遅延時間が生じるため一般に直流電流をレーザのプリ
バイアスとしてレーザのしきい値近傍まで与える。
振遅延時間が生じるため一般に直流電流をレーザのプリ
バイアスとしてレーザのしきい値近傍まで与える。
従つて上記半導体レーザの光出力は直流成分にパルス信
号が重畳されたものが得られる。一方半導体レーザは温
度の影響を非常に受けやすいため光出力の安定化が必要
である。第１図は従来の光出力安定化回路を示し、第２
図は第１図による変調波形を示している。第１図におい
て１は電圧−電流変換部、２は電流−光出力変換部、３
は光出カー電圧変換部、４は比較器を示す。この従来回
路の動作を以下に説明する。電圧−電流変換部（例えば
、駆動回路）１では比較器４からの電圧変化出力信号を
受信して電圧−電流変換をするとともに、上記プリバイ
アス電流が設定される。該電圧−電流変換部１の出力は
次に電流−光出力変換部（例えば半導体レーザ）２へ接
続される。該電流−光出力変換部２ではＩＮ、ｌより入
力信号が加えられることによつて前記フリバイアス電流
と該入力信号電流との合成電流が得られるとともに電流
一光出力変換がなされる。該電流−光出力変換部の出力
たとえば半導体レーザの出力は２箇所得られるので一方
を光出力として端子０ＵＴへ接続されるとともに：他方
を光出力ー電圧変換部（例えばフオトダイオードと電圧
増幅器）３へ接続し、光出力成分として電圧に変換する
。該光出力ー電圧変換部の出力Ｃは比較器４においてＩ
Ｎ．２より入力される基準値ｂと該光出力成分ｃとが比
較され基準値より光出力が小さい場合はレーザ注入電流
を増し、また基準値より光出力が大きい場合はレーザ注
入電流を減じ光出人を一定に保つようにするものである
。なおこの光出力安定回路には通常次の２つの方式が考
えられている。
号が重畳されたものが得られる。一方半導体レーザは温
度の影響を非常に受けやすいため光出力の安定化が必要
である。第１図は従来の光出力安定化回路を示し、第２
図は第１図による変調波形を示している。第１図におい
て１は電圧−電流変換部、２は電流−光出力変換部、３
は光出カー電圧変換部、４は比較器を示す。この従来回
路の動作を以下に説明する。電圧−電流変換部（例えば
、駆動回路）１では比較器４からの電圧変化出力信号を
受信して電圧−電流変換をするとともに、上記プリバイ
アス電流が設定される。該電圧−電流変換部１の出力は
次に電流−光出力変換部（例えば半導体レーザ）２へ接
続される。該電流−光出力変換部２ではＩＮ、ｌより入
力信号が加えられることによつて前記フリバイアス電流
と該入力信号電流との合成電流が得られるとともに電流
一光出力変換がなされる。該電流−光出力変換部の出力
たとえば半導体レーザの出力は２箇所得られるので一方
を光出力として端子０ＵＴへ接続されるとともに：他方
を光出力ー電圧変換部（例えばフオトダイオードと電圧
増幅器）３へ接続し、光出力成分として電圧に変換する
。該光出力ー電圧変換部の出力Ｃは比較器４においてＩ
Ｎ．２より入力される基準値ｂと該光出力成分ｃとが比
較され基準値より光出力が小さい場合はレーザ注入電流
を増し、また基準値より光出力が大きい場合はレーザ注
入電流を減じ光出人を一定に保つようにするものである
。なおこの光出力安定回路には通常次の２つの方式が考
えられている。
（１）出力光パルスの尖頭値を検出し、これを一定にす
る方式。
る方式。
（２）出力光パルスの時間平均値を検出し、これを一定
にすることにより、尖頭値を一定にする方式。
にすることにより、尖頭値を一定にする方式。
（但し、平均値と尖頭値との間にはマーク率が関係する
から、これを考慮した補正回路を要する）以上説明した
ように電流励起による半導体レーザでは帰還型ループ回
路を形成し基準値と比較することによつて光出力安定化
の回路を可能とすることができた。
から、これを考慮した補正回路を要する）以上説明した
ように電流励起による半導体レーザでは帰還型ループ回
路を形成し基準値と比較することによつて光出力安定化
の回路を可能とすることができた。
しかし光変調速度が高速となり例えば４００Ｍ０／Ｓｅ
ｃ程度の変調波を伝送するような場合、プリバイアス電
流は第２図に示されたＳ点（しきい値）まで与えないと
レーザ発振遅延時間のためにこの半導体レーザは光通信
としての有効な光出力波形が得られなくなる。第２図は
第１図による光変調波形を示している。レーザ作用が起
こるためには、誘導放出による光の増幅利得が材料中で
の吸収その他による内部損失に打勝つことが必要で誘導
放出光と自然放出光を含み図に示すようなＳ点（しきい
値）近傍のバイアス電流をもつた入力電流に対し光信号
成分（Ｐｓ）と光バイアス成分（ＰＢ）とを含んだ光出
力が得られる。第３図は比較器４に入る基準値と、光出
力の成分を電圧で表わしたものである。光出力成分の平
均値（平均値検出レベル）ＶＯｐと基準値（平均値検出
レベル）Ｖｓｔはそれぞれ次のようになる。ここでデイ
ジタル基本波形をＲＺ信号（パルス占有率＝５０％）と
した場合（１）マーク率１００％の時 ＶｐＶ，ＶＯＰ ：ＶＢ＋一 Ｓｔ （２）マーク率１０％の時 ＰｌＶ，ｌＶＯＯ ＝ＶＢ＋−×− Ｖｓｔ＝−×− 上式からマーク率が小さくなるとＶＯｐにおけるＶＢの
影響が大きくなり真の光出力レベルより見かけ上大きく
検出された状態ではレーザの注入電流を減少させるよう
に動作する。
ｃ程度の変調波を伝送するような場合、プリバイアス電
流は第２図に示されたＳ点（しきい値）まで与えないと
レーザ発振遅延時間のためにこの半導体レーザは光通信
としての有効な光出力波形が得られなくなる。第２図は
第１図による光変調波形を示している。レーザ作用が起
こるためには、誘導放出による光の増幅利得が材料中で
の吸収その他による内部損失に打勝つことが必要で誘導
放出光と自然放出光を含み図に示すようなＳ点（しきい
値）近傍のバイアス電流をもつた入力電流に対し光信号
成分（Ｐｓ）と光バイアス成分（ＰＢ）とを含んだ光出
力が得られる。第３図は比較器４に入る基準値と、光出
力の成分を電圧で表わしたものである。光出力成分の平
均値（平均値検出レベル）ＶＯｐと基準値（平均値検出
レベル）Ｖｓｔはそれぞれ次のようになる。ここでデイ
ジタル基本波形をＲＺ信号（パルス占有率＝５０％）と
した場合（１）マーク率１００％の時 ＶｐＶ，ＶＯＰ ：ＶＢ＋一 Ｓｔ （２）マーク率１０％の時 ＰｌＶ，ｌＶＯＯ ＝ＶＢ＋−×− Ｖｓｔ＝−×− 上式からマーク率が小さくなるとＶＯｐにおけるＶＢの
影響が大きくなり真の光出力レベルより見かけ上大きく
検出された状態ではレーザの注入電流を減少させるよう
に動作する。
従つてマーク率が小さいと光出力の尖頭値は小さくなる
欠点が従来の方式にはあつた。以上のように光バイアス
成分ＶＢはマーク率変動に却因するパターン効果に影響
を及ぼす。
欠点が従来の方式にはあつた。以上のように光バイアス
成分ＶＢはマーク率変動に却因するパターン効果に影響
を及ぼす。
一方レーザの電流一光出力特性は（第２図に示すように
）Ｔ，，Ｔ２（Ｔ２くＴ１）の温度変化によつて非常に
影響を受け易い。本発明の目的は、半導体レーザの光出
力のうちバイアス電流による光出力の成分（ＶＢ）を除
去することであり、又他の目的は温度変化による光出力
成分の大きさの変化を補正する方式を提供することにあ
る。
）Ｔ，，Ｔ２（Ｔ２くＴ１）の温度変化によつて非常に
影響を受け易い。本発明の目的は、半導体レーザの光出
力のうちバイアス電流による光出力の成分（ＶＢ）を除
去することであり、又他の目的は温度変化による光出力
成分の大きさの変化を補正する方式を提供することにあ
る。
この目的を達成するため本方式にかかる半導体レーザの
出力安定化方式は基準値と検波された光出力とを比較す
る比較器の位置で光出力のうちバイアス電流による光出
力の検波された成分を電気的に除去するようにしたこと
を特徴とするものである。
出力安定化方式は基準値と検波された光出力とを比較す
る比較器の位置で光出力のうちバイアス電流による光出
力の検波された成分を電気的に除去するようにしたこと
を特徴とするものである。
以下本発明にかかる半導体レーザの出力安定化方式の実
施例について詳細に説明する。
施例について詳細に説明する。
第４図は本発明による半導体レーザの出力安定化方式の
一実施例である。同図において２１は基準値電圧が入力
される端子、２２は光出力成分が入力される端子、２３
は比較器２４の出力端子、２４は比較器、２５はオペア
ンプ、２６は温度補正用ダイオードを示す。端子２２か
ら加えられる光出力成分は第３図で示したように、光バ
イアス成分の電圧（ＶＢ）を加えた光信号成分の電圧（
ｐ）である。この光出力成分は第４図に示す抵抗器Ｒ２
，Ｒ３を経由したマイナス電圧（−Ｅ）によつて該光バ
イアス成分の電圧（ＶＢ）を除去する。ダイオード２６
は温度補償用である。いま１例としてレーザのしきい値
電流１ｔｈ＝１５０ｍＡとしてＶＢの温度依存性を求め
ると２．５ｍＶ／℃となる。一方上記温度補正用ダイオ
ード２６は２ｍＶ／℃であるから該温度補正用ダイオー
ドによつて温度によるＶＢの大きさの変動を補正するこ
とができる。以上のように本発明によれば高速変調（例
えば４００Ｍｂ／Ｓｅｃ）された光変調波を伝送する場
合影響が顕著となる緩和振動や、レーザ発振遅延時間を
抑制できるとともに特にマーク率変動や、温度変化によ
るレーザのしきい値の変化に起因するパターン効果を軽
減させるのに有効である。
一実施例である。同図において２１は基準値電圧が入力
される端子、２２は光出力成分が入力される端子、２３
は比較器２４の出力端子、２４は比較器、２５はオペア
ンプ、２６は温度補正用ダイオードを示す。端子２２か
ら加えられる光出力成分は第３図で示したように、光バ
イアス成分の電圧（ＶＢ）を加えた光信号成分の電圧（
ｐ）である。この光出力成分は第４図に示す抵抗器Ｒ２
，Ｒ３を経由したマイナス電圧（−Ｅ）によつて該光バ
イアス成分の電圧（ＶＢ）を除去する。ダイオード２６
は温度補償用である。いま１例としてレーザのしきい値
電流１ｔｈ＝１５０ｍＡとしてＶＢの温度依存性を求め
ると２．５ｍＶ／℃となる。一方上記温度補正用ダイオ
ード２６は２ｍＶ／℃であるから該温度補正用ダイオー
ドによつて温度によるＶＢの大きさの変動を補正するこ
とができる。以上のように本発明によれば高速変調（例
えば４００Ｍｂ／Ｓｅｃ）された光変調波を伝送する場
合影響が顕著となる緩和振動や、レーザ発振遅延時間を
抑制できるとともに特にマーク率変動や、温度変化によ
るレーザのしきい値の変化に起因するパターン効果を軽
減させるのに有効である。
第１図は従来の半導体レーザ出力安定化回路の一例、第
２図は第１図に示す従来の半導体レーザ出力安定化回路
による変調波形を示す図、第３図は比較器に入力される
基準値電圧と、光出力成分の電圧を示す図、第４図は本
発明による半導体゛レーザ出力安定化回路の一実施例を
示す図である。 １・・・・・・電圧一電流変換部、２・・・・・・電流
一光出力変換部、３・・・・・・光出カー電圧変換部、
４・・・・・・比較器、２１・・・・・・基準値電圧入
力端子、２２・・・・・・光出力成分入力端子、２３・
・・・・・比較器出力端子、２４・・・・・・比較器、
２５・・・・・・オペアンプ、２６・・・・・・ダイオ
ービ。
２図は第１図に示す従来の半導体レーザ出力安定化回路
による変調波形を示す図、第３図は比較器に入力される
基準値電圧と、光出力成分の電圧を示す図、第４図は本
発明による半導体゛レーザ出力安定化回路の一実施例を
示す図である。 １・・・・・・電圧一電流変換部、２・・・・・・電流
一光出力変換部、３・・・・・・光出カー電圧変換部、
４・・・・・・比較器、２１・・・・・・基準値電圧入
力端子、２２・・・・・・光出力成分入力端子、２３・
・・・・・比較器出力端子、２４・・・・・・比較器、
２５・・・・・・オペアンプ、２６・・・・・・ダイオ
ービ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 信号電流とバイアス電流とが重畳された励起電流に
より光信号を変調する半導体レーザと該半導体レーザの
光出力信号の一部を検出して電圧変換する手段と、該光
出力電圧変換手段の出力電圧と基準電圧とを比較する手
段とからなり、該比較手段の出力に応じ該半導体レーザ
への該バイアス電流を制御することにより光出力を一定
に保つ半導体レーザの出力安定化方式において、上記比
較手段の直前で前記光出力のうちバイアス電流による光
出力の検波された成分を電気的に除去するようにしたこ
とを特徴とする半導体レーザの出力安定化方式。 ２ 前記比較手段の直前に抵抗器を経由した負の電圧を
印加することにより、バイアス電流による光出力の成分
を除去するようにした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ザの出力安定化方式。 ３ 信号電流とバイアス電流とが重畳された励起電流に
より光信号を変調する半導体レーザと該半導体レーザの
光出力信号の一部を検出して電圧変換する手段と、該光
出力電圧変換手段の出力電圧と基準電圧とを比較する手
段とからなり、該比較手段の出力に応じ該半導体レーザ
への該バイアス電流を制御することにより光出力を一定
に保つ半導体レーザの出力安定化方式において、上記比
較手段の直前で前記光出力のうちバイアス電流による光
出力の検波された成分と逆極性の電圧を与えるとともに
、該逆極性の電圧を温度変動による光出力の検波された
成分の変動に応じて変化させることにより、光出力の検
波された成分を電気的に除去する様にしたことを特徴と
する半導体レーザの出力安定化方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51135046A JPS5941315B2 (ja) | 1976-11-10 | 1976-11-10 | 半導体レ−ザの出力安定化方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51135046A JPS5941315B2 (ja) | 1976-11-10 | 1976-11-10 | 半導体レ−ザの出力安定化方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5360194A JPS5360194A (en) | 1978-05-30 |
| JPS5941315B2 true JPS5941315B2 (ja) | 1984-10-05 |
Family
ID=15142658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51135046A Expired JPS5941315B2 (ja) | 1976-11-10 | 1976-11-10 | 半導体レ−ザの出力安定化方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5941315B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59181406U (ja) * | 1983-05-20 | 1984-12-04 | 株式会社ニコン | レンズの距離表示装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5577878U (ja) * | 1978-11-22 | 1980-05-29 | ||
| JPS55101076U (ja) * | 1978-12-30 | 1980-07-14 | ||
| JPS61236180A (ja) * | 1985-04-12 | 1986-10-21 | Agency Of Ind Science & Technol | レ−ザダイオ−ドのパルス駆動回路 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5093791A (ja) * | 1973-12-20 | 1975-07-26 |
-
1976
- 1976-11-10 JP JP51135046A patent/JPS5941315B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5093791A (ja) * | 1973-12-20 | 1975-07-26 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59181406U (ja) * | 1983-05-20 | 1984-12-04 | 株式会社ニコン | レンズの距離表示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5360194A (en) | 1978-05-30 |
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