JPS60115278A - 半導体レ−ザの駆動方式 - Google Patents

半導体レ−ザの駆動方式

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JPS60115278A
JPS60115278A JP58223482A JP22348283A JPS60115278A JP S60115278 A JPS60115278 A JP S60115278A JP 58223482 A JP58223482 A JP 58223482A JP 22348283 A JP22348283 A JP 22348283A JP S60115278 A JPS60115278 A JP S60115278A
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JP
Japan
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laser
semiconductor laser
current
signal
light emission
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Pending
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JP58223482A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiharu Kawamura
川村 俊治
Takuya Mizogami
卓也 溝上
Masahiro Takasago
高砂 昌弘
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS60115278A publication Critical patent/JPS60115278A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/06825Protecting the laser, e.g. during switch-on/off, detection of malfunctioning or degradation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Head (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】 〔発明の利用分野〕 本発明は半導体レーザの駆動方式に関し、特にレーザ発
光の開始時におけろ過大出力を防止できるようにした半
導体レーザ駆動方式に関するものである。
〔発明の背景〕
例えば、情報書き込み動作時には高パワーの光ビームを
照射して記録媒体上の記録膜に穴開け(ビット形成)を
行い、情報読み取り動作時には低パワーの光ビームを照
射して記録膜からの反射光の変化によりピットの有無を
判断するようにした光デイスク装置においては、読み出
し用と書き込み用の2種類の光ビームを、1つのレーザ
光源の駆動電流切り換えにより得ている。この場合、光
源として半導体レーザを用いると、発光特性の温度 ゛
依存性が大きいため、読み出し動作時の駆動電流でも出
力パワーが過大となり、記録膜に損傷を与えるおそれが
ある。
第1図は、光デイスク装置に用いられている従来の半導
体レーザ駆動回路の構成図である。
M1図において、1は半導体レーザ、2はレーザ駆動′
亀流発生回路、3は上記半導体レーザからの出力光量を
モニタするための光検出器、昼は目標光量に相当する信
号を発生する回路、凸は目標光量信号と光検出器出力信
号とを比較して誤差信号13を発生する比較回路、6は
誤差信号13から高周波雑音成分を減衰させてフィード
バック信号14を得るためのローパス・フィルタ、7は
半導体レーザ1を駆動するための所定のバイアス21(
以下、バイアス電流という)を発生する回路、8はフィ
ードバック信号14とバイアス電流21とを加算する加
算器、9および32はスイッチであり、レーザ発光/非
発光を指示するレーザ・オン信号10により、第2図に
示すように、オン・オフ制御される。また、30は書き
込み情報に応じてレーザーパワーを変調するための変調
回路である。
レーザ駆動電流発生回路2は、加算器8の出力31に応
じて半導体レーザ1を駆動し、半導体レーザを読み出し
用の所定のパワーで発光動作させる。また、変調回路3
0は、書き込み動作時に変調出力を発生し、その出力電
流はレーザ駆動を流発生回路2の出力電流に重畳した形
で半導体レーザ1に与えられる。したがって、半導体レ
ーザ1の出力パワーは、第3図に示すように変化する。
第3図において、Poは読み出し時のレーザ出力レベル
、P8は書き込み時のレーザ出力レベルであって、書き
込み情報に応じて変調された出力が読み出し時の出力に
0重畳された形となっている。ここで、読み出し時のレ
ーザ出力P。は、光デイスク上の記録膜が溶融温度に達
する閾値レベルpovよりも低い値になるように股引さ
れているが、次に述べるように、半導体レーザの温度特
性によっては、読み出し時のレーザ出力P。がこの閾値
レベルP(IVを越えてしまうおそれがある。すなわち
、駆動電流変化に対する半導体レーザの出力特性は、第
4図の15.16に示すように、ある傾斜(微分量子効
率) v 、 q’を持つ直線で近似される。ここで、
15は温度Tのときの特性、16は温度T′のときの特
性であって、’r (Tの関係にある。このことから、
半導体レーザは温度が高いほど微分量子効率η、つまり
直線の傾斜が小さく、閾値電流(発光開始電流) It
hが大きいことがわかる。
第4図において、Povを光ディスクの記録膜が溶融す
る閾値レベル(第3図のpovと同じ)、Poを読み出
し動作時のレーザ出力レベル(第3図のPoと同じ)と
すると、温度がTであれば、レーザ駆動電流I L D
において、適正な読み出し時の出力レベルP0が得られ
る。しかしながら、何らかの原因で素子温度がTからT
′に低下した場合、出力特性が15から16に変化する
ため、同一の駆動電流’LD Kよるレーザ出力が閾値
レベルP。■まで増大し、読み出し動作中に光ディスク
の記録膜が損傷するおそれがある。また、温度T′で、
読み出し出力レベルがPoとなるように駆動電流を設定
した後、半導体レーザ1の温度が1゛に上昇した場合に
は、出力特性が16から15に変化するため、それまで
流れていた駆動電流ではレーザ出力は殆んど零になって
しまう。このように、半導体レーザの閾値電流1ths
微分量子効率ηは、温度変イしにより大きく変化するた
め、常時一定の駆動電流を供給するだけでは、レーザ出
力が大きく変化することが判る。
第1図の駆動方式によれば、検出器3σ)出力しこよる
フィードバックがかけであるため、発光中Vこ温度変化
があっても、レーザ出力を所定のレベル圧制御すること
ができる。しかしながら、レーリ′発光開始時、すなわ
ちレーザ・オン1t1号10力t″L”から“H”に変
化した直後では、フィートノ(ツク111号14がOと
なっているため、レーザ駆動+li (At、 ”i色
土回路2は温度に関係なく、〕(イアス屯流211こし
たがった一定の駆動電流をレーザ素子に与えることにな
る。こσ5ため、従来の回路では、レーリ′発光開始時
のレーザ出力が、温度によって第5図に示す如く大きく
変化し、ある温度′l゛、σ〕ときには、曲線17に示
すように、発光開始と同II与に閾値レベルI’ovを
越えるレベルP、に達して、+111)flの経過とと
もに徐々に目標出力(aみ出し出力)Poに到達し、他
の温度T、のときには、曲線16に示すように、目標出
力P0より低い出力レベルP、から弾性曲線を描いてP
oに収斂する。また、T1と′r、の中間温度T、で発
光を開始するときには、曲線18に示すように、発光開
始と同時に急傾斜で出力レベルが上昇し、閾値レベルP
OTを越えた点をピークとして弾性曲線を描き、Poに
収斂する場合もある。このように、温度によって、発光
開始時のレーザ出力が大きく変化するため、従来の駆動
方式では、レーザ出力が閾値Povを越えて記録膜を溶
融してしまう場合(曲線17)、あるいは発光開始時の
過渡応答で閾値レベルPOVを越えて記録膜を溶融して
しまう場合があり、また目標出力P0に達する時間が長
くかかつていた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記のような従来の問題を解消し、半
纏体レーザの温度変化および発光開始時の過渡応答忙対
してレーザ出力の過大を防止できるようにした半導体レ
ーザの駆動方式を提供することにある。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するため、本発明による半導体レーザの
駆動方式は、半導体レーザからの出力光を検出して目標
光量との誤差をめ1.、Il、fA差に対応した信号を
フィードバック回路を介して加算回路にフィードバック
し、該フィートノくツク信号と所定のバイアス値との加
算結果に応じて上記半導体レーザを駆動するようにした
半導体レーザの駆動回路において、レーザ発光を抑制す
る極性の信号を発生する手段を設け、上記半導体レーザ
がオフ状態の期間中は上記誤差信号に代えて上記レーザ
発光を抑制する極性の信号が上記加算回路処フィードバ
ックされるようにしたことに特徴がある。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を、回出1により説明する。
第6図は、本発明による半導体レーザの駆動回路の構成
を示すブロック図である。
第6図において、第1図の構成と異なる点は、新たにレ
ーザ・オン信号10でローパス・フィルタ6への人力を
切替えるスイッチ20と、例えばツェナ・ダイオードか
らなる発光抑制信号発生回路26と、発光動作開始直後
のフィードバック回路の応答特性を高めるために、ロー
パス・フィルタ6および8の定数、次数を切替えるスイ
ッチ24゜25を追加した点である。
上記発光抑制信号発生回路26は、第5図において特性
曲線17で示した過大レベルからの発光動作をなくすた
めに設けられる。また、上記スイッチ24.25は指示
信号23により制御され、発光開始時に第5図の特性曲
線18で示した過渡応答をなくシ、レーザ出力を特性面
l11il16に比べて、さらに迅速に目標出力に収斂
させるため忙設けられる。
第7図は、第6図の回路における動作原理を示すタイム
チャートである。
第6図において、加算器8から出力されるレーザ駆動指
示電流31は、バイアス電流21とフィードバック電流
14の和である。
本発明では、レーザ・オフ期間中、すなわちレーザ・オ
ン信号31が“L”の期間中はスイッチ20をオンKL
、発光抑制信号発生回路26からの負供給されるように
しである。このため、ノ;イアス電流21に上記フィー
ドバック電流を加算して得られるレーザ駆動指示電流3
1は、第7図にノドすように、レーザ・オフの間は発光
閾値31′以下の値に確実に保持される。そして、レー
ザ・オンと同時にスイッチ20がオフとなり、抑制′電
流26′に代って誤差信号13が加Jl器8にフィート
ノ(ツクされる。このように、フィードバック電流14
を切替えることにより、等節約にレーザ発光開始時のバ
イアス電流21を下げたことになるため、発光直後の過
大出力発生を避けることができる。
上記回路において、ローパス・フィルタ6は誤差信号1
3に含まれる雑音成分を除去するためのものであるが、
このローパス・フィルタ6の挿入により、フィードバッ
ク系の応答性が低下しているため、上述した抑制電流フ
ィートノ(ツクによるレーザ発光開始レベルの低下を図
っても、このままでは、第5図の特性曲線18.16に
示すような過渡応答を示すおそれがある。そこで、本発
明では、発光開始直後の一足期間t。の間、指示信号2
31Cよりローパス・フィルタ6のスイッチ24をオフ
状態にしてコンデンサ36を切り離し、ローパス・フィ
ルタ6の応答性を高める。また、これと同時に、スイッ
チ25を閉じてコンデンサ34による積分機能を加算器
8に与え、これによって過渡応答をなくシ、迅速に目標
出力に到達させるようにしである。
第8図は、上記実施例回路によるレーザ発光開始時のレ
ーザ出力を示す図である。
図から明らかなように、本発明によれば、レーデ発光が
常に目標出力P0よりも低い出力レベルから始まり、か
つ発光開始後の過渡応答圧よる過大出力がなくなるため
、目標出力P0への到達時間が短縮されることが判る。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、簡単な回路を付
加するだけで、レーザ発光動作開始時の過大出力を防止
できるため、レーザにより記録媒体上の情報を読み取る
光デイスク装置に適用した場合、すでに記録された情報
を破壊するおそれがなく、その効果はきわめて大である
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体レーザ駆動回路の一例を示すブロ
ック図、第2図は第1図におけるスイッチの動作タイム
チャート、第3図は第1図における書き込み時/読み出
し時のレーザ出力を示す図、第4図はレーザ駆動電流と
発光出力との関係を示す特性図、第5図は従来回路にお
けムレーザ発光開始時のレーザ出力を示す特性図、第6
図は本発明による半導体レーザ駆動回路の一実施例を示
すブロック図、第7図は第6図の回路の動作説明のため
のタイムチャート、第8図は本発明を適用した場合のレ
ーザ発光開始時のレーザ出力を示す図である。 l:半導体レーザ、2:レーザ駆動電流発生回路、3:
光検出器、4:信号発生回路、5:比較回路、6:ロー
パス・フィルタ、7:ノ々イアス電流発生回路、8:加
算器、9,32:レーザオン・スイッチ、10:レーザ
・オン信号、20:レーザオフ・スイッチ、24.25
:スイッチ、26二発光抑制信号発生回路、30=書き
込み信号変調回路。 第1図 第2図 第7図 −I′J 8 図 11守 1iiJ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (υ半導体レーザからの出力光を検出して目標光量との
    誤差をめ、該誤差に対応した信号をフィードバック回路
    を介して加算回路VCフィードバックし、該フィードバ
    ック信号と所定のバイアス値との加算結果に応じて上記
    半導体レーザを駆動するようにした半導体レーザの駆動
    回路圧おいて、し〜ザ発光を抑制する極性の信号を発生
    する手段を設け、上記半導体レーザがオン状態の期間中
    は上記誤差信号に代えて上記レーザ発光を抑制する極性
    の信号が上記加算回路にフィードバックされるようにし
    たことを特徴とする半導体レーザの駆動方式。 (2J前記フイ一ドバツク回路は、特性可変のロー/<
     スフ イルタラ具備し、該ローパスフィルタがレーザ
    ・オン直後の所定時間だけ高応答特性で動作するように
    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
    体レーザの駆動方式。
JP58223482A 1983-11-28 1983-11-28 半導体レ−ザの駆動方式 Pending JPS60115278A (ja)

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