JPS595685A - 半導体レ−ザの駆動回路 - Google Patents
半導体レ−ザの駆動回路Info
- Publication number
- JPS595685A JPS595685A JP11424582A JP11424582A JPS595685A JP S595685 A JPS595685 A JP S595685A JP 11424582 A JP11424582 A JP 11424582A JP 11424582 A JP11424582 A JP 11424582A JP S595685 A JPS595685 A JP S595685A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistor
- current
- laser
- thermistor
- temperature
- Prior art date
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- Granted
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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
- H01S5/06804—Stabilisation of laser output parameters by monitoring an external parameter, e.g. temperature
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- 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】
発明の技術分野
本発明は半導体レーザの駆動回路に関し、高速変調時の
温度特性を改良しようとするものである。
温度特性を改良しようとするものである。
技術の背景
半導体レーザを駆動するのに広く採用される方法は、一
定の信号電流と可変バイアス電流を重畳するというもの
である。即ち、温度、レーザ素子の劣化などによる闇値
変化、光出力の変化などを検出し、バイアス電流を変化
させて光出力を一定に保とうとするものである。
定の信号電流と可変バイアス電流を重畳するというもの
である。即ち、温度、レーザ素子の劣化などによる闇値
変化、光出力の変化などを検出し、バイアス電流を変化
させて光出力を一定に保とうとするものである。
従来技術と問題点
しかしながらこの方法では信号電流は一定としているの
で温度あるいはレーザ素子の劣化による量子効率の変化
を補償することができず、高速変調時に光出力波形の変
動、消光比の変動を引き起す。
で温度あるいはレーザ素子の劣化による量子効率の変化
を補償することができず、高速変調時に光出力波形の変
動、消光比の変動を引き起す。
第１図でこれを説明すると、■はレーザ駆動電流、Ｌは
光出力、ＴＩ、Ｔ２．Ｔ３は該電流対光出力の温度ＴＩ
、Ｔ２．Ｔ３における特性を示す。温度はＴ ＋ ＜
Ｔ ２ ＜ Ｔ ３である。Ｔ２が標準温度とし、ＬＯ
が所望（基準）光出力とすると、レーザ駆動電流はパル
ス電流１’Ｐ２に選ばれる。そして従来方式では温度が
Ｔ３の如く大になるとパフレス電流ＩＰはそのま＼にし
てバイアス電流をＩＢ２からＩＢ４に変え、光出力をＬ
Ｏに維持していた。
光出力、ＴＩ、Ｔ２．Ｔ３は該電流対光出力の温度ＴＩ
、Ｔ２．Ｔ３における特性を示す。温度はＴ ＋ ＜
Ｔ ２ ＜ Ｔ ３である。Ｔ２が標準温度とし、ＬＯ
が所望（基準）光出力とすると、レーザ駆動電流はパル
ス電流１’Ｐ２に選ばれる。そして従来方式では温度が
Ｔ３の如く大になるとパフレス電流ＩＰはそのま＼にし
てバイアス電流をＩＢ２からＩＢ４に変え、光出力をＬ
Ｏに維持していた。
しかしこのようにすると無信号でも電流ｒＢ４が流れ、
発光が見られて消光比が悪くなる。なお光出力の制御は
平均値が一定になるよ・うにするのが普通なので、常時
発光があればバイアス電流の変更はそれを含めたものに
なる（図示状態より若干小になる）。温度が下った場合
も同様であり、この場合はバイアス電流を小にして平均
光出力が一定になるようにする。
発光が見られて消光比が悪くなる。なお光出力の制御は
平均値が一定になるよ・うにするのが普通なので、常時
発光があればバイアス電流の変更はそれを含めたものに
なる（図示状態より若干小になる）。温度が下った場合
も同様であり、この場合はバイアス電流を小にして平均
光出力が一定になるようにする。
またレーザには発振遅延時間があり、電流ＩＰが閾値（
横軸Ｉと特性線Ｔ１．Ｔ２・・・・・・の交点）から立
上る場合発振遅延時間かは一′零であるが、闇値以外の
場合は遅延が生じる。これは特に高速変調時に入力パル
ス波形と出力光出力波形との間の相似性をくずし、光出
力の検出には固定基準値以上の検出出力を取出すという
方式をとるのが普通なので、検出出力パルスのパルス幅
変動を招く（高温のときパルス幅が大に、低温のとき小
になる）。これは信号が０００・・・・・・のときと１
１１・・・・・・のとき等では受信出力の変化態様が異
なるというパターン効果を生じ、好ましくない。
横軸Ｉと特性線Ｔ１．Ｔ２・・・・・・の交点）から立
上る場合発振遅延時間かは一′零であるが、闇値以外の
場合は遅延が生じる。これは特に高速変調時に入力パル
ス波形と出力光出力波形との間の相似性をくずし、光出
力の検出には固定基準値以上の検出出力を取出すという
方式をとるのが普通なので、検出出力パルスのパルス幅
変動を招く（高温のときパルス幅が大に、低温のとき小
になる）。これは信号が０００・・・・・・のときと１
１１・・・・・・のとき等では受信出力の変化態様が異
なるというパターン効果を生じ、好ましくない。
本発明は温度変化による量子効率の変化を補償し、使用
温度範囲において常に一定の光出力および消光比を確保
でき、出力波形変動のないレーザ駆動回路を提供しよう
とするものである。
温度範囲において常に一定の光出力および消光比を確保
でき、出力波形変動のないレーザ駆動回路を提供しよう
とするものである。
発明の構成
本発明は一対のトランジスタのエミッタを抵抗に共通に
接続し、一方のトランジスタのコレクタに半導体レーザ
を接続したレーザ駆動回路において、前記抵抗の一部を
サーミスタとし、該サーミスタにはコンデンサを並列に
接続して、周囲温度変化によるレーザ発光闇値の変動に
一致して変るバイアス電流を半導体レーザに流すように
し、また前記トランジスタの一方に加える入力信号を半
導体レーザの平均光出力が一定になるように制御するよ
うにしてなることを特徴とするが、次に実施例を参照し
ながらこれを説明する。
接続し、一方のトランジスタのコレクタに半導体レーザ
を接続したレーザ駆動回路において、前記抵抗の一部を
サーミスタとし、該サーミスタにはコンデンサを並列に
接続して、周囲温度変化によるレーザ発光闇値の変動に
一致して変るバイアス電流を半導体レーザに流すように
し、また前記トランジスタの一方に加える入力信号を半
導体レーザの平均光出力が一定になるように制御するよ
うにしてなることを特徴とするが、次に実施例を参照し
ながらこれを説明する。
発明の実施例
第２図は本発明の実施例を示す。高速レーザ駆動回路に
はＣＭＬ （カレントモードロジック）回路が用いられ
るが、本発明ではその共通エミッタ回路にサーミスタを
挿入する。図で１０．１２はトランジスタ、１４は抵抗
で、これらはＣＭＬを構成する。１６．１８はＣＭＬの
負荷抵抗、２０は半導体レーザ、２２はインダクタンス
である。２４はサーミスタで、ＣＭＬのエミッタ抵抗の
一部を置き換たものである（残部は固定抵抗１４が受持
つ）。２６は交流（信号）成分をバイパスするコンデン
サである。トランジスタの一方１０には入力信号Ｓｇが
、他方１２には基準電圧Ｖｒが付加される。この回路は
サーミスタ２４を除いて又は固定抵抗として考えると通
常と同じであり、入力信号Ｓｇはバイアス電流ＩＢと信
号パルスＩＰとの和（但し電圧に換算したもの）であっ
て、標準温度ではＩＢ＝Ｖｒである。従って無信号時に
はトランジスタ１２がオン、１０はオフで電流はトラン
ジスタ１２側に流れ、信号パルスが入るとトランジスタ
１０がオン、１２はオフに切換わり、レーザ２０はパル
スＩＰ２で駆動され、光出力しＯを生じる。温度が変る
と闇値及び光出力が変るが、従来は平均光出力を検出し
てそれが一定になるようにインダクタンス２２を通して
レーザ２０の直流電流（バイアス電流）を調整していた
。本回路ではサーミスタ２４を設けるので動作は次の如
くなる。
はＣＭＬ （カレントモードロジック）回路が用いられ
るが、本発明ではその共通エミッタ回路にサーミスタを
挿入する。図で１０．１２はトランジスタ、１４は抵抗
で、これらはＣＭＬを構成する。１６．１８はＣＭＬの
負荷抵抗、２０は半導体レーザ、２２はインダクタンス
である。２４はサーミスタで、ＣＭＬのエミッタ抵抗の
一部を置き換たものである（残部は固定抵抗１４が受持
つ）。２６は交流（信号）成分をバイパスするコンデン
サである。トランジスタの一方１０には入力信号Ｓｇが
、他方１２には基準電圧Ｖｒが付加される。この回路は
サーミスタ２４を除いて又は固定抵抗として考えると通
常と同じであり、入力信号Ｓｇはバイアス電流ＩＢと信
号パルスＩＰとの和（但し電圧に換算したもの）であっ
て、標準温度ではＩＢ＝Ｖｒである。従って無信号時に
はトランジスタ１２がオン、１０はオフで電流はトラン
ジスタ１２側に流れ、信号パルスが入るとトランジスタ
１０がオン、１２はオフに切換わり、レーザ２０はパル
スＩＰ２で駆動され、光出力しＯを生じる。温度が変る
と闇値及び光出力が変るが、従来は平均光出力を検出し
てそれが一定になるようにインダクタンス２２を通して
レーザ２０の直流電流（バイアス電流）を調整していた
。本回路ではサーミスタ２４を設けるので動作は次の如
くなる。
サーミスタは周知のように周囲温度が上ると抵抗が小に
なり、周囲温度が下ると抵抗が大になる負性抵抗素子で
あるから、第２図の回路で周囲温度が上るとサーミスタ
２４の抵抗は小となり、共通エミッタ接続点Ｅの電位（
これもＥで示す。他もこれに準する）がＥ＝ｖｒ−ＶＢ
８になるまで抵抗Ｉ４およびサーミスタ２４を流れる電
流が増大する（こ＼ではＶＢＥはトランジスタ１０のベ
ース・エミッタ間電圧）。温度が下った場合はこの逆で
、号−ミスタ２４の抵抗が増大し、このため電流は減少
する。固定抵抗２４およびサーミスタ２４の抵抗を適当
に選択すると、前述の閾値、第２図で言えばＳｇ＞Ｖｒ
となって電流がトランジスタ１２から１０へスイッチン
グする時の電流値が第１図に示す如く温度による変化す
るように設定できる。また号−ミスタ２４はコンデンサ
２６によりバイパスされているので交流的にはないのと
同様で、そして図示しない回路によりレーザ２０の平均
光出力を検出し、それが一定になるように信号Ｓｇを調
整し、第１図に示すように温度がＴ３の如く高ければ駆
動電流パルス［Ｐ３にまた温度がＴ１の如く低ければ駆
動電流パルスＩＰ＋にする。このようにすると温度の高
低に拘わらずバイアス電流ＴＢは閾値に、レーザ駆動電
流パルスは平均光出力が一定になるように調整できる。
なり、周囲温度が下ると抵抗が大になる負性抵抗素子で
あるから、第２図の回路で周囲温度が上るとサーミスタ
２４の抵抗は小となり、共通エミッタ接続点Ｅの電位（
これもＥで示す。他もこれに準する）がＥ＝ｖｒ−ＶＢ
８になるまで抵抗Ｉ４およびサーミスタ２４を流れる電
流が増大する（こ＼ではＶＢＥはトランジスタ１０のベ
ース・エミッタ間電圧）。温度が下った場合はこの逆で
、号−ミスタ２４の抵抗が増大し、このため電流は減少
する。固定抵抗２４およびサーミスタ２４の抵抗を適当
に選択すると、前述の閾値、第２図で言えばＳｇ＞Ｖｒ
となって電流がトランジスタ１２から１０へスイッチン
グする時の電流値が第１図に示す如く温度による変化す
るように設定できる。また号−ミスタ２４はコンデンサ
２６によりバイパスされているので交流的にはないのと
同様で、そして図示しない回路によりレーザ２０の平均
光出力を検出し、それが一定になるように信号Ｓｇを調
整し、第１図に示すように温度がＴ３の如く高ければ駆
動電流パルス［Ｐ３にまた温度がＴ１の如く低ければ駆
動電流パルスＩＰ＋にする。このようにすると温度の高
低に拘わらずバイアス電流ＴＢは閾値に、レーザ駆動電
流パルスは平均光出力が一定になるように調整できる。
発明の詳細
な説明したように、本発明では温度変化による闇値変化
に応じてバイアス電流を調整してバイアスが富に闇値に
あるようにし、また温度変化による光出力の変化に応じ
て信号振幅を変えて平均光出力が一定になるように制御
するので、消光比、出力パルス幅などの悪化をもたらす
ことなく光出力制御が可能になる。またバイアス制御は
サーミスタを用いたオープンループ制御で、光出力制御
のみ閉ループ制御なので開制御が干渉し合うというよう
なことがなく、極めて円滑な制御を行なうことができる
。
に応じてバイアス電流を調整してバイアスが富に闇値に
あるようにし、また温度変化による光出力の変化に応じ
て信号振幅を変えて平均光出力が一定になるように制御
するので、消光比、出力パルス幅などの悪化をもたらす
ことなく光出力制御が可能になる。またバイアス制御は
サーミスタを用いたオープンループ制御で、光出力制御
のみ閉ループ制御なので開制御が干渉し合うというよう
なことがなく、極めて円滑な制御を行なうことができる
。
第１図は光出力とバイアス及び駆動電流との関係を示す
特性図、第２図は本発明の実施例を示す回路図である。 図面で１０．１２は一対のトランジスタ、２０は半導体
レーザ、２４はサーミスタ、２６はコンデンサである。 出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔 第２図
特性図、第２図は本発明の実施例を示す回路図である。 図面で１０．１２は一対のトランジスタ、２０は半導体
レーザ、２４はサーミスタ、２６はコンデンサである。 出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔 第２図
Claims (1)
- 一対のトランジスタのエミッタを抵抗に共通に接続し、
一方のトランジスタのコレクタに半導体レーザを接続し
たレーザ駆動回路において、前記抵抗の一部をサーミス
タとし、該サーミスタにはコンデンサを並列に接続して
、周囲温度変化によるレーザ発光闇値の変動に一致して
変るバイアス電流を半導体レーザに流すようにし、また
前記トランジスタの一方に加える入力信号を半導体レー
ザの平均光出力が一定になるように制御するようにして
なることを特徴とする半導体レーザの駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11424582A JPS595685A (ja) | 1982-07-01 | 1982-07-01 | 半導体レ−ザの駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11424582A JPS595685A (ja) | 1982-07-01 | 1982-07-01 | 半導体レ−ザの駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS595685A true JPS595685A (ja) | 1984-01-12 |
| JPH0142513B2 JPH0142513B2 (ja) | 1989-09-13 |
Family
ID=14632917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11424582A Granted JPS595685A (ja) | 1982-07-01 | 1982-07-01 | 半導体レ−ザの駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS595685A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6166969U (ja) * | 1984-10-09 | 1986-05-08 | ||
| EP1053575A1 (en) * | 1998-04-14 | 2000-11-22 | Optobahn Corporation | Temperature compensation of laser diodes |
-
1982
- 1982-07-01 JP JP11424582A patent/JPS595685A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6166969U (ja) * | 1984-10-09 | 1986-05-08 | ||
| JPH0534124Y2 (ja) * | 1984-10-09 | 1993-08-30 | ||
| EP1053575A1 (en) * | 1998-04-14 | 2000-11-22 | Optobahn Corporation | Temperature compensation of laser diodes |
| EP1053575A4 (en) * | 1998-04-14 | 2000-11-22 | Optobahn Corp | TEMPERATURE COMPENSATION OF LASER DIODES |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0142513B2 (ja) | 1989-09-13 |
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