JPS5943586A - 半導体レ−ザ出力安定化回路 - Google Patents
半導体レ−ザ出力安定化回路Info
- Publication number
- JPS5943586A JPS5943586A JP57152560A JP15256082A JPS5943586A JP S5943586 A JPS5943586 A JP S5943586A JP 57152560 A JP57152560 A JP 57152560A JP 15256082 A JP15256082 A JP 15256082A JP S5943586 A JPS5943586 A JP S5943586A
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- JP
- Japan
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- semiconductor laser
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- temperature
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- Pending
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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
- H01S5/06825—Protecting the laser, e.g. during switch-on/off, detection of malfunctioning or degradation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Communication System (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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、光通信装置に於いて、光源として半導体レー
ザを用いる場合の出力安定化回路に関する。
ザを用いる場合の出力安定化回路に関する。
半導体レーザを光通信の光源とする場合、発光ダイオー
ドと比較しその出力が外部環境、とりわけ周囲温度に大
きく依存する問題がある。この為、光出力の一部を検出
しその値により半導体レーザ駆動電流を増減させるフィ
ードバック法による出力安定化が施されるのが通例であ
った。
ドと比較しその出力が外部環境、とりわけ周囲温度に大
きく依存する問題がある。この為、光出力の一部を検出
しその値により半導体レーザ駆動電流を増減させるフィ
ードバック法による出力安定化が施されるのが通例であ
った。
第１図は半導体レーザの入力電流対光出力特性を０、２
５、５０℃について記したものであり、発振閾値電流の
増減に伴い、同一駆動電流条件下では光出力が大幅に変
化する様子がうかがえる。第２図は光出力安定化回路を
示す。半導体レーザ（２１）からの出力光の一部を光検
出器（２２）で受光し、増幅器（２４）で所定のレベル
に増幅した後、参照信号である入力電気信号と差動増幅
器（２５）で比較し、得られた誤差信号を半導体レーザ
駆動電流に帰還してなる回路である。尚（２７−１）、
（２７−２）は低域通過フィルタであり比較回路へ入力
する２つの信号の位相整合等に使用される。
５、５０℃について記したものであり、発振閾値電流の
増減に伴い、同一駆動電流条件下では光出力が大幅に変
化する様子がうかがえる。第２図は光出力安定化回路を
示す。半導体レーザ（２１）からの出力光の一部を光検
出器（２２）で受光し、増幅器（２４）で所定のレベル
に増幅した後、参照信号である入力電気信号と差動増幅
器（２５）で比較し、得られた誤差信号を半導体レーザ
駆動電流に帰還してなる回路である。尚（２７−１）、
（２７−２）は低域通過フィルタであり比較回路へ入力
する２つの信号の位相整合等に使用される。
今、入力ディジタル信号の周期が出力安定化回路のルー
プ時定数よりも十分に長い場合、第３図に於いて入力電
気信号を（ａ）とし、増幅器（２４）を通過後の光出力
値を（ｂ）とすると、通常は常温にて調整を行う為、入
力信号出力（ａ）と光出力（ｂ）が同等になる様調整し
、誤差信号成分交流振幅は（ｃ）−１の如くほとんど０
に等しくなっている。ところが温度が変化し、半導体レ
ーザの光出力が変動しようとする時、第２図の出力安定
化回路はレーザ駆動電流を増減させ、その出力を一定に
保とうと働き、高温と低温での光出力（ｂ）−２と（ｂ
）−３に対して、誤差信号はそれぞれ（ｃ）−２、（ｃ
）−３となっている。
プ時定数よりも十分に長い場合、第３図に於いて入力電
気信号を（ａ）とし、増幅器（２４）を通過後の光出力
値を（ｂ）とすると、通常は常温にて調整を行う為、入
力信号出力（ａ）と光出力（ｂ）が同等になる様調整し
、誤差信号成分交流振幅は（ｃ）−１の如くほとんど０
に等しくなっている。ところが温度が変化し、半導体レ
ーザの光出力が変動しようとする時、第２図の出力安定
化回路はレーザ駆動電流を増減させ、その出力を一定に
保とうと働き、高温と低温での光出力（ｂ）−２と（ｂ
）−３に対して、誤差信号はそれぞれ（ｃ）−２、（ｃ
）−３となっている。
この様に出力安定化が十分に施されていると考えられて
いた方式ではあったが、第３図に於いて信号の遷移期、
とりわけ立ち上り時を詳細に観察すると次の欠点がある
ことが判明した。
いた方式ではあったが、第３図に於いて信号の遷移期、
とりわけ立ち上り時を詳細に観察すると次の欠点がある
ことが判明した。
第４図は第３図の動作について時間軸を拡大し、一立ち
上り時点を観察した図である。入力信号パルスが印加さ
れた直後の第４図（ａ）の（イ）点近傍の動作を考える
。（イ）点では帰還ループあるいは参照信号ルートが有
限な遅延時間を有している為、誤差信号は入力信号印加
時点前（ロ）と何ら変化がなく、半導体レーザに印加さ
れる駆動電流は、周囲温度に関係なく一定であり、本方
式の場合常温にて正規の出力を是する電流値である。従
って光出力は高温時には小さく、低温時には大きい第４
図（ｂ）の如くなるがループ時定数を越える時間（ハ）
を経て出力は安定する。この様な過渡的遷移は、入力デ
ィジタル信号の周期がループ時定数よりも十分長い場合
光通信系としてみた場合、Ｓ／Ｎ等に於いて何ら障害は
及ぼさない。しかしながら、半導体レーザは過大出力に
弱く、その原因に基くレーザ端面損傷、結晶欠陥の増大
が著しく寿命を短くする。
上り時点を観察した図である。入力信号パルスが印加さ
れた直後の第４図（ａ）の（イ）点近傍の動作を考える
。（イ）点では帰還ループあるいは参照信号ルートが有
限な遅延時間を有している為、誤差信号は入力信号印加
時点前（ロ）と何ら変化がなく、半導体レーザに印加さ
れる駆動電流は、周囲温度に関係なく一定であり、本方
式の場合常温にて正規の出力を是する電流値である。従
って光出力は高温時には小さく、低温時には大きい第４
図（ｂ）の如くなるがループ時定数を越える時間（ハ）
を経て出力は安定する。この様な過渡的遷移は、入力デ
ィジタル信号の周期がループ時定数よりも十分長い場合
光通信系としてみた場合、Ｓ／Ｎ等に於いて何ら障害は
及ぼさない。しかしながら、半導体レーザは過大出力に
弱く、その原因に基くレーザ端面損傷、結晶欠陥の増大
が著しく寿命を短くする。
本方式の場合、低温時の動作に於いてとりわけ立ち上り
時に異常なまでの過大出力を是しており、半導体レーザ
を使用した光送信機では是非とも解決すべき問題と判明
した。
時に異常なまでの過大出力を是しており、半導体レーザ
を使用した光送信機では是非とも解決すべき問題と判明
した。
本発明は、上記点に鑑みなされたもので、いかなる温度
状態に於いても、又一瞬たりともレーザの寿命を損うよ
うな過大発光を生じさせない光出力安定化回路を提供す
ることを目的とする。
状態に於いても、又一瞬たりともレーザの寿命を損うよ
うな過大発光を生じさせない光出力安定化回路を提供す
ることを目的とする。
本発明は、出力安定化回路に於いて、光出力の一部の検
出出力と半導体レーザ駆動入力信号もしくはある基準信
号とを比較し得られる誤差信号成分交流振幅が、半導体
レーザの許容動作温度範囲中最低温度で最小値を取る様
にする。
出出力と半導体レーザ駆動入力信号もしくはある基準信
号とを比較し得られる誤差信号成分交流振幅が、半導体
レーザの許容動作温度範囲中最低温度で最小値を取る様
にする。
本発明によれば、許容動作範囲内では過大光出力は生ぜ
ず半導体レーザを長寿命、高信頼とすることが出来る。
ず半導体レーザを長寿命、高信頼とすることが出来る。
第５図は本発明の第１の実施例を示すものである。本発
明のポイントは出力安定化回路の調整を許容動作温度範
囲中最低温度もしくは擬似的に作り出した最低温度状態
で行い、誤差信号成分の振幅を０近傍に抑えて置くこと
である。最低温度状態をここでは常温より低いとすると
半導体レーザの出力は常温時より大となる為、擬似的最
低温度状態として、半導体レーザの入−出力曲線からあ
らかじめ計算される出力の増大分を、新たな増幅器（５
１）を帰環ループ内に設置することで代表させる。
明のポイントは出力安定化回路の調整を許容動作温度範
囲中最低温度もしくは擬似的に作り出した最低温度状態
で行い、誤差信号成分の振幅を０近傍に抑えて置くこと
である。最低温度状態をここでは常温より低いとすると
半導体レーザの出力は常温時より大となる為、擬似的最
低温度状態として、半導体レーザの入−出力曲線からあ
らかじめ計算される出力の増大分を、新たな増幅器（５
１）を帰環ループ内に設置することで代表させる。
スイッチ（５０）は２系統からなり、１系統は上記の増
幅器であり、他の１系統は調整の後、帰還ループを閉じ
実際に動作状態の時に使用する系統である。
幅器であり、他の１系統は調整の後、帰還ループを閉じ
実際に動作状態の時に使用する系統である。
第６図は本調整により得られた各部動作波形である。誤
差信号成分振幅は最低温度で０となり（ｉ−３）、他の
温度ではそれよりも正の方向に大となっている。それに
伴って光出力はいかなる温度状態でも、又一瞬たりとも
決して過大出力となることは無い。
差信号成分振幅は最低温度で０となり（ｉ−３）、他の
温度ではそれよりも正の方向に大となっている。それに
伴って光出力はいかなる温度状態でも、又一瞬たりとも
決して過大出力となることは無い。
その他実際に温度コントローラを使用して、最低温度状
態を作り出し、詞整を行っても良いことは明らかである
。
態を作り出し、詞整を行っても良いことは明らかである
。
以上の方式はいずれも最低温度状態を作り出し、その下
で誤差信号成分振幅を最小とする様にしたものであるが
、今後半導体レーザの製作技術が進歩し均一性が図れれ
ば、次の方式をとっても良い。
で誤差信号成分振幅を最小とする様にしたものであるが
、今後半導体レーザの製作技術が進歩し均一性が図れれ
ば、次の方式をとっても良い。
即ち常温に於いて調整する時に、予め計算された誤差成
分を持つ様に調整する方式である。いずれにしても最低
温度で誤差成分振幅が最小値を取ることには変りはない
。
分を持つ様に調整する方式である。いずれにしても最低
温度で誤差成分振幅が最小値を取ることには変りはない
。
以上本発明によれば簡単な方法で、過大出力の無い出力
安定化回路を提供することが出来る。
安定化回路を提供することが出来る。
第１図は半導体レーザの入−出力特性図、第２図は従来
の光出力安定化回路図、第３図及び第４図は第２図の回
路の各部動作波形図、第５図は本発明一実施例の回路図
、第６図は第５図の回路の各部動作波形図である。
の光出力安定化回路図、第３図及び第４図は第２図の回
路の各部動作波形図、第５図は本発明一実施例の回路図
、第６図は第５図の回路の各部動作波形図である。
Claims (1)
- 半導体レーザと、この半導体レーザの出力光の一部を検
出する光検出器と、この光検出器からの電気信号を、前
記半導体レーザを駆動する電気信号、もしくはある基準
信号と比較し誤差信号を出力する比較回路と、この誤差
信号を前記半導体レーザ駆動用電気信号に負帰還してな
る半導体レーザ出力安定化回路に於いて、前記誤差信号
成分交流振幅を、半導体レーザの許容動作温度範囲中、
最低温度もしくはその近傍で最小値とすることを特徴と
する半導体レーザ出力安定化回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57152560A JPS5943586A (ja) | 1982-09-03 | 1982-09-03 | 半導体レ−ザ出力安定化回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57152560A JPS5943586A (ja) | 1982-09-03 | 1982-09-03 | 半導体レ−ザ出力安定化回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5943586A true JPS5943586A (ja) | 1984-03-10 |
Family
ID=15543141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57152560A Pending JPS5943586A (ja) | 1982-09-03 | 1982-09-03 | 半導体レ−ザ出力安定化回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5943586A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61277236A (ja) * | 1985-05-31 | 1986-12-08 | Nec Corp | 光変調回路 |
| EP0347202A2 (en) * | 1988-06-14 | 1989-12-20 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Excitation system for a semiconductor laser device |
-
1982
- 1982-09-03 JP JP57152560A patent/JPS5943586A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61277236A (ja) * | 1985-05-31 | 1986-12-08 | Nec Corp | 光変調回路 |
| EP0347202A2 (en) * | 1988-06-14 | 1989-12-20 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Excitation system for a semiconductor laser device |
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