JPS60253288A - レ−ザダイオ−ドのバイアスモニタ回路 - Google Patents
レ−ザダイオ−ドのバイアスモニタ回路Info
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- JPS60253288A JPS60253288A JP10883584A JP10883584A JPS60253288A JP S60253288 A JPS60253288 A JP S60253288A JP 10883584 A JP10883584 A JP 10883584A JP 10883584 A JP10883584 A JP 10883584A JP S60253288 A JPS60253288 A JP S60253288A
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- Japan
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- circuit
- laser diode
- temperature
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- 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
- H01S5/06808—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the electrical laser parameters, e.g. voltage or current
-
- 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
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
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- 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
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- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
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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〕
この発明は、レーザダイオードのバイアス電流の異常を
検出し、警報を出力するレーザダイオードのバイアスモ
ニタ回路に関するものである。
検出し、警報を出力するレーザダイオードのバイアスモ
ニタ回路に関するものである。
従来、例えばレーザダイオード光送信器等に用いられる
レーザダイオードのノ（イアスモニタ回路としては、第
１図に示すものがあった。第１図は従来のレーザダイオ
ードのバイアスモニタ回路を示す回路構成図である。図
において、ｌはレーザダイオード、２はレーザダイオー
ド１に）（イアスミ流及び変調信号電流を供給するレー
ザダイオード駆動回路、３はとのレーザダイオード駆動
回路２からレーザダイオード１に供給される）（イアス
ミ流をモ二りするモニタ抵抗、４は、このモニタ抵抗３
０両端電圧を入力とし、その差電圧を増幅して出力する
第１の差動増幅回路、５は、サーミスタ６及び抵抗７と
から構成され、電圧入力端子８に入力される電圧より温
度補償された基準電圧を発生する基準電圧発生回路であ
る。また、９は上記第１０差動増幅回路４及び基準電圧
発生回路５の各出力電圧を入力とし、両者の差電圧を増
幅して第２の差動増幅回路出力端子１０に出力する第２
の差動増幅回路、１１は、この第２の差動増幅回路９の
出力電圧と、閾値電圧入力端子１２に入力される閾値電
圧との電圧比較を行い、その結果が所定の条件を満足し
た場合に電圧比較器出力端子１３にバイアス警報信号を
出力する電圧比較器である。
レーザダイオードのノ（イアスモニタ回路としては、第
１図に示すものがあった。第１図は従来のレーザダイオ
ードのバイアスモニタ回路を示す回路構成図である。図
において、ｌはレーザダイオード、２はレーザダイオー
ド１に）（イアスミ流及び変調信号電流を供給するレー
ザダイオード駆動回路、３はとのレーザダイオード駆動
回路２からレーザダイオード１に供給される）（イアス
ミ流をモ二りするモニタ抵抗、４は、このモニタ抵抗３
０両端電圧を入力とし、その差電圧を増幅して出力する
第１の差動増幅回路、５は、サーミスタ６及び抵抗７と
から構成され、電圧入力端子８に入力される電圧より温
度補償された基準電圧を発生する基準電圧発生回路であ
る。また、９は上記第１０差動増幅回路４及び基準電圧
発生回路５の各出力電圧を入力とし、両者の差電圧を増
幅して第２の差動増幅回路出力端子１０に出力する第２
の差動増幅回路、１１は、この第２の差動増幅回路９の
出力電圧と、閾値電圧入力端子１２に入力される閾値電
圧との電圧比較を行い、その結果が所定の条件を満足し
た場合に電圧比較器出力端子１３にバイアス警報信号を
出力する電圧比較器である。
次に、上記第１図に示す従来のレーザダイオードのバイ
アスモニタ回路の動作について説明スる。
アスモニタ回路の動作について説明スる。
今、レーザダイオード１は閾値電流ＩｔｈよりもΔ■だ
け高くバイアスされているものと仮定する。この時、モ
ニタ抵抗３の値をＲｍ 、第１の差動増幅回路４の利得
を０１とすると、第１の差動増幅回路４の出力電圧Ｖ、
は、次式で与えられる。
け高くバイアスされているものと仮定する。この時、モ
ニタ抵抗３の値をＲｍ 、第１の差動増幅回路４の利得
を０１とすると、第１の差動増幅回路４の出力電圧Ｖ、
は、次式で与えられる。
Ｖ＋ ＝Ｒｒｎ （Ｉｔ１１＋Δ■）・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（
１）ここで、レーザダイオード１の閾値電流Ｉｔｈは、
一般に次式で与えられる様な温度特性を有することが知
られている。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（
１）ここで、レーザダイオード１の閾値電流Ｉｔｈは、
一般に次式で与えられる様な温度特性を有することが知
られている。
上記（２）式において、Ｔｏはレーザダイオード１の特
性温度、Ｔａは基準温度、Ｔは周囲温度＋ ＩＯは基準
温度Ｔａにおける閾値電流である。なお、上記特性温度
Ｔ０は、レーザダイオード１の材質に依存し、ＧａＡｌ
Ａｓレーザでは約１２０〜１６０に程度。
性温度、Ｔａは基準温度、Ｔは周囲温度＋ ＩＯは基準
温度Ｔａにおける閾値電流である。なお、上記特性温度
Ｔ０は、レーザダイオード１の材質に依存し、ＧａＡｌ
Ａｓレーザでは約１２０〜１６０に程度。
ＩｎＧａＡｓＰレーザでは約５０〜７０に程度の値であ
る。上記（１）及び（２）式より、第１の差動増幅回路
４の出力電圧ｖＩは、次式の様になる。
る。上記（１）及び（２）式より、第１の差動増幅回路
４の出力電圧ｖＩは、次式の様になる。
一方、電圧入力端子８に入力される電圧値をＶａ。
サーミスタ６の抵抗値をＲＴ、抵抗７の抵抗値をＲ８と
すると、基準電圧発生回路５の出力電圧Ｖ、は、次式で
与えられる。
すると、基準電圧発生回路５の出力電圧Ｖ、は、次式で
与えられる。
ここで、サーミスタ６の抵抗値ＲＴは、一般に次式で与
えられる様な温度特性を有することが知られている。
えられる様な温度特性を有することが知られている。
１
ＲＴ ＝ Ｒｏ ｅｘｐＡ （−７−了ｉ）・・・・・
・・・・・・・・・・・・（５）上記（５）式において
、Ａは温度係数、Ｔａは基準温度、Ｔは周囲温度、Ｒｏ
は基準温度Ｔａにおける抵抗値である。上記（４）及び
（５）式より、基準電圧発生回路５の出力電圧Ｖ、は、
次式の様になる。
・・・・・・・・・・・・（５）上記（５）式において
、Ａは温度係数、Ｔａは基準温度、Ｔは周囲温度、Ｒｏ
は基準温度Ｔａにおける抵抗値である。上記（４）及び
（５）式より、基準電圧発生回路５の出力電圧Ｖ、は、
次式の様になる。
第２の差動増幅回路９出力端子１０には、上記第１の差
動増幅回路４の出力電圧Ｖ、と基準電圧発生回路５の出
力電圧Ｖ、との差電圧が増幅されて出力される。ここで
、第２の差動増幅回路９の利得をＧ、とすると、その出
力端子１０に出力される出力電圧ｖ３は、次式で与えら
れる。
動増幅回路４の出力電圧Ｖ、と基準電圧発生回路５の出
力電圧Ｖ、との差電圧が増幅されて出力される。ここで
、第２の差動増幅回路９の利得をＧ、とすると、その出
力端子１０に出力される出力電圧ｖ３は、次式で与えら
れる。
Ｖｓ ” Ｇｔ （ＶＩ ＶＩ ）・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７）上
記（３）及び（６）式を上記（７）式に代入すると、上
記（８）式において、Ｇ、 、 Ｒｏ、 Ｒ，、Ａの各
位を適当に選ぶことによシ、出力電圧ｖ３を周囲温度Ｔ
に依存しない一定値に近似することができる。また、電
圧比較器１１は、上記第２の差動増幅回路９の出力電圧
ｖ３と、閾値電圧入力端子１２に入力される閾値電圧Ｖ
ｒとを電圧比較し、所定の条件を満足した場合に電圧比
較器出力端子１３にバイアス警報信号を出力する。上述
した様に、第１図に示されるレーザダイオードのバイア
スモニタ回路は、レーザダイオードｌの温度変化以外の
原因による異常表バイアス電流増加を独立して検出する
ことにより、寿命やサージ流入等に起因したレーザダイ
オード１の劣化を検知し、警報を発するという機能を有
している。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７）上
記（３）及び（６）式を上記（７）式に代入すると、上
記（８）式において、Ｇ、 、 Ｒｏ、 Ｒ，、Ａの各
位を適当に選ぶことによシ、出力電圧ｖ３を周囲温度Ｔ
に依存しない一定値に近似することができる。また、電
圧比較器１１は、上記第２の差動増幅回路９の出力電圧
ｖ３と、閾値電圧入力端子１２に入力される閾値電圧Ｖ
ｒとを電圧比較し、所定の条件を満足した場合に電圧比
較器出力端子１３にバイアス警報信号を出力する。上述
した様に、第１図に示されるレーザダイオードのバイア
スモニタ回路は、レーザダイオードｌの温度変化以外の
原因による異常表バイアス電流増加を独立して検出する
ことにより、寿命やサージ流入等に起因したレーザダイ
オード１の劣化を検知し、警報を発するという機能を有
している。
従来のレーザダイオードのバイアスモニタ回路は以上の
様に構成されているので、上記（２）式で示される様な
レーザダイオードｌの閾値電流Ｉｔｈの非線形な温度特
性を、上記（５）式で示される様な非線形な温度特性を
有するサーミスタ６にて補償しているため、十分に満足
できる温度補償は難しく、また、その調整も困難で時間
がかかるという欠点があった。
様に構成されているので、上記（２）式で示される様な
レーザダイオードｌの閾値電流Ｉｔｈの非線形な温度特
性を、上記（５）式で示される様な非線形な温度特性を
有するサーミスタ６にて補償しているため、十分に満足
できる温度補償は難しく、また、その調整も困難で時間
がかかるという欠点があった。
この発明は、上記の様な従来のものの欠点を改善する目
的でなされたもので、レーザダイオードのバイアス電流
に比例したバイアスモニタ電圧を対数変換する対数増幅
回路と、抵抗値が温度に対して線形に変化するリニアサ
ーミスタによシ温度補償された基準電圧を発生する基準
電圧発生回路とを用いて、バイアスモニタ電圧及び基準
電圧を共に線形化することによシ、温度補償精度が高く
、また、調整が比較的に容易なレーザダイオードのバイ
アスモニタ回路を提供するものである。
的でなされたもので、レーザダイオードのバイアス電流
に比例したバイアスモニタ電圧を対数変換する対数増幅
回路と、抵抗値が温度に対して線形に変化するリニアサ
ーミスタによシ温度補償された基準電圧を発生する基準
電圧発生回路とを用いて、バイアスモニタ電圧及び基準
電圧を共に線形化することによシ、温度補償精度が高く
、また、調整が比較的に容易なレーザダイオードのバイ
アスモニタ回路を提供するものである。
以下、この発明の実施例を図について説明する。
第２図はこの発明の一実施例であるレーザダイオードの
バイアスモニタ回路を示す回路構成図で、第１図と同一
部分は同一符号を用いて表示してあシ、その詳細な説明
は省略する。図において、１４は、第１の差動増幅回路
４の出力電圧と、参照電圧入力端子１５に入力される所
定の第１の基準電圧である参照電圧との差電圧の対数増
幅を行う対数増幅回路、１６は、抵抗値が温度に対して
線形に変化するリニアサーミスタ１７及び抵抗１８とか
ら構成され、電圧入力端子８に入力される電圧より温度
補償された第２の基準電圧を発生する基準電圧発生回路
である。その他の符号で示す構成は、上記第１図に示す
構成と同じである。
バイアスモニタ回路を示す回路構成図で、第１図と同一
部分は同一符号を用いて表示してあシ、その詳細な説明
は省略する。図において、１４は、第１の差動増幅回路
４の出力電圧と、参照電圧入力端子１５に入力される所
定の第１の基準電圧である参照電圧との差電圧の対数増
幅を行う対数増幅回路、１６は、抵抗値が温度に対して
線形に変化するリニアサーミスタ１７及び抵抗１８とか
ら構成され、電圧入力端子８に入力される電圧より温度
補償された第２の基準電圧を発生する基準電圧発生回路
である。その他の符号で示す構成は、上記第１図に示す
構成と同じである。
次に、上記第２図に示すこの発明の一実施例であるレー
ザダイオードのバイアスモニタ回路の動作について説明
する。レーザダイオード駆動回路２、第１及び第２の各
差動増幅回路４及び９．電圧比較器１１のそれぞれの動
作は、上記第１図の場合と同一であるから省略する。今
、対数増幅回路１４の利得をＧ３．参照電圧入力端子１
５に入力される参照電圧をｖｂとすると、対数増幅回路
１４の出力電圧■４は、次式で与えられる。
ザダイオードのバイアスモニタ回路の動作について説明
する。レーザダイオード駆動回路２、第１及び第２の各
差動増幅回路４及び９．電圧比較器１１のそれぞれの動
作は、上記第１図の場合と同一であるから省略する。今
、対数増幅回路１４の利得をＧ３．参照電圧入力端子１
５に入力される参照電圧をｖｂとすると、対数増幅回路
１４の出力電圧■４は、次式で与えられる。
Ｖ４−Ｇｓ Ａ’ｎ （Ｖ’＋ Ｖ ｂ ） ・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
曲ｉ９１上記（９）式に上記（３１式を代入すると、こ
こで、参照電圧ｖｂを、次式（１１）を満足する様に設
定する。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
曲ｉ９１上記（９）式に上記（３１式を代入すると、こ
こで、参照電圧ｖｂを、次式（１１）を満足する様に設
定する。
Ｖ ｂ ＝ Ｇ、 ＲｍΔＩ ・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・（１１）すると、上記（１
０）式は、次式の様に線形化される。
・・・・・・・・・・・・・（１１）すると、上記（１
０）式は、次式の様に線形化される。
一方、電圧入力端子８に入力される電圧値をＶａ。
リニアサーミスタ１７の抵抗値をＲｔ、 ｌ抵抗１８の
抵抗値をＲ７とすると、基準電圧発生回路１６の出力電
圧Ｖ、は、次式で与えられる。
抵抗値をＲ７とすると、基準電圧発生回路１６の出力電
圧Ｖ、は、次式で与えられる。
ここで、リニアサーミスタ１７の抵抗値ＲＬは、一般に
次式で与えられる様な温度特性を有することが知られて
いる。
次式で与えられる様な温度特性を有することが知られて
いる。
ＲＬ＝Ｒ１１（Ｉ Ｂ（Ｔ Ｔａ））Ｃただし、Ｂ〉０
〕・・・・・・（１４）上記（１４）式において、Ｂは
温度係数、Ｔａは基準温度、Ｔは周囲温度、Ｒｏは基準
温度Ｔａにおける抵抗値である。今、上記（１３）式に
おいて、Ｒ２＞ ＲＬを満足する様にＲ２及びＲＬを選
ぶと、上記（１３）式は、次式の様に近似される。
〕・・・・・・（１４）上記（１４）式において、Ｂは
温度係数、Ｔａは基準温度、Ｔは周囲温度、Ｒｏは基準
温度Ｔａにおける抵抗値である。今、上記（１３）式に
おいて、Ｒ２＞ ＲＬを満足する様にＲ２及びＲＬを選
ぶと、上記（１３）式は、次式の様に近似される。
上記（１４）及び（１５）式より、基準電圧発生回路１
６の出力電圧Ｖ、は、次式の様に表わされる。
６の出力電圧Ｖ、は、次式の様に表わされる。
以上から、第２の差動増幅回路９の出力電圧Ｖ、は、次
式で与えられる。
式で与えられる。
Ｖ、＝Ｇ、（Ｖ、−Ｖ、）
上記（１７）式において、
を満足する様にＲ７，Ｒ，、Ｂ 、 Ｇ、、 Ｖａの６
値を選ぶと、上記第２の差動増幅回路９の出力電圧ｖ３
を周囲温度Ｔに依存しない一定値とすることができる。
値を選ぶと、上記第２の差動増幅回路９の出力電圧ｖ３
を周囲温度Ｔに依存しない一定値とすることができる。
なお、上記実施例では、基準電圧発生回路１６として、
定電圧源の出力電圧をリニアサーミスタ１７と抵抗１８
とで分圧する方式としたが、定電流源の出力電流をリニ
アサーミスタ１７に加え、その両端電圧を利用する方式
を用いても良く、上記実施例と同様の効果を奏する。
定電圧源の出力電圧をリニアサーミスタ１７と抵抗１８
とで分圧する方式としたが、定電流源の出力電流をリニ
アサーミスタ１７に加え、その両端電圧を利用する方式
を用いても良く、上記実施例と同様の効果を奏する。
この発明は以上説明した様に、レーザダイオードのバイ
アスモニタ回路において、レーザダイオードのバイアス
電圧に比例したバイアスモニタ電圧を対数変換する対数
増幅回路と、抵抗値が温度に対して線形に変化するリニ
アサーミスタによ多温度補償された基準電圧を発生する
基準電圧発生回路とを用いて、バイアスモニタ電圧及び
基準電を示す。
アスモニタ回路において、レーザダイオードのバイアス
電圧に比例したバイアスモニタ電圧を対数変換する対数
増幅回路と、抵抗値が温度に対して線形に変化するリニ
アサーミスタによ多温度補償された基準電圧を発生する
基準電圧発生回路とを用いて、バイアスモニタ電圧及び
基準電を示す。
圧を共に線形化する様に構成したので、この種の従来例
のものと比べて温度補償精度が非常に高く、また、調整
が比較的に容易なレーザダイオードのバイアスモニタ回
路を実現することができるという優れた効果を奏するも
のである。
のものと比べて温度補償精度が非常に高く、また、調整
が比較的に容易なレーザダイオードのバイアスモニタ回
路を実現することができるという優れた効果を奏するも
のである。
第１図は従来のレーザダイオードのバイアスモニタ回路
を示す回路構成図、第２図はこの発明の一実施例である
レーザダイオードのバイアスモニタ回路を示す回路構成
図である。 図において、１・・・レーザダイオード、２・・・レー
ザダイオード駆動回路、３・・・モニタ抵抗、４・・・
第１の差動増幅回路、５．１６・・・基準電圧発生回路
、６・・・サーミスタ、７，１８・・・抵抗、８・・・
電圧入力端子、９・・・第２の差動増幅回路、１ｏ・・
・第２の差動増幅回路出力端子、１１・・・電圧比較器
、１２・・・閾値電圧入力端子、１３・・・電圧比較器
出力端子、１４・・・対数増幅回路、１５・−・参照電
圧入力端子、１７・・・リニアサーミスタである。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分代理人
大岩増雄
を示す回路構成図、第２図はこの発明の一実施例である
レーザダイオードのバイアスモニタ回路を示す回路構成
図である。 図において、１・・・レーザダイオード、２・・・レー
ザダイオード駆動回路、３・・・モニタ抵抗、４・・・
第１の差動増幅回路、５．１６・・・基準電圧発生回路
、６・・・サーミスタ、７，１８・・・抵抗、８・・・
電圧入力端子、９・・・第２の差動増幅回路、１ｏ・・
・第２の差動増幅回路出力端子、１１・・・電圧比較器
、１２・・・閾値電圧入力端子、１３・・・電圧比較器
出力端子、１４・・・対数増幅回路、１５・−・参照電
圧入力端子、１７・・・リニアサーミスタである。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分代理人
大岩増雄
Claims (1)
- レーザダイオードのバイアス電流の異常を検出し、警報
を出力するレーザダイオードのバイアスモニタ回路にお
いて、前記レーザダイオードのバイアス電流に比例した
バイアスモニタ電圧と所定の第１の基準電圧との差電圧
を対数増幅する対数増幅回路と、抵抗値が温度に対して
線形に変化するすニアサーミスタによ多温度補償された
基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、前記対数増幅
回路の出力電圧と前記基準電圧発生回路の出力である第
２の基準電圧との差電圧を増幅する差動増幅回路とから
構成され、温度変化に対して一定の制御電圧を出力する
ことを特徴とするレーザダイオードのバイアスモニタ回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10883584A JPS60253288A (ja) | 1984-05-29 | 1984-05-29 | レ−ザダイオ−ドのバイアスモニタ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10883584A JPS60253288A (ja) | 1984-05-29 | 1984-05-29 | レ−ザダイオ−ドのバイアスモニタ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60253288A true JPS60253288A (ja) | 1985-12-13 |
Family
ID=14494760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10883584A Pending JPS60253288A (ja) | 1984-05-29 | 1984-05-29 | レ−ザダイオ−ドのバイアスモニタ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60253288A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0289382A (ja) * | 1988-09-27 | 1990-03-29 | Canon Inc | レーザ駆動装置 |
| EP0744800A2 (en) * | 1995-05-22 | 1996-11-27 | Nec Corporation | Laser-diode driving circuit |
| KR100677696B1 (ko) * | 2006-01-23 | 2007-02-06 | (주) 인텍이앤씨 | 통신용 레이저 다이오드의 온도에 따른 비선형 이득 보상장치 |
-
1984
- 1984-05-29 JP JP10883584A patent/JPS60253288A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0289382A (ja) * | 1988-09-27 | 1990-03-29 | Canon Inc | レーザ駆動装置 |
| EP0744800A2 (en) * | 1995-05-22 | 1996-11-27 | Nec Corporation | Laser-diode driving circuit |
| EP0744800A3 (en) * | 1995-05-22 | 1996-12-04 | Nec Corporation | Laser-diode driving circuit |
| KR100677696B1 (ko) * | 2006-01-23 | 2007-02-06 | (주) 인텍이앤씨 | 통신용 레이저 다이오드의 온도에 따른 비선형 이득 보상장치 |
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