JPS6091687A - 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
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- JPS6091687A JPS6091687A JP58199869A JP19986983A JPS6091687A JP S6091687 A JPS6091687 A JP S6091687A JP 58199869 A JP58199869 A JP 58199869A JP 19986983 A JP19986983 A JP 19986983A JP S6091687 A JPS6091687 A JP S6091687A
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- output
- signals
- semiconductor laser
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- 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
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
- H01S5/06832—Stabilising during amplitude modulation
-
- 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
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
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、光通信における半導体レーザの光出力を安定
化させる方式に関するものである。
化させる方式に関するものである。
従来、光通信に使用される半導体レーザ（以下、１、Ｄ
と略記）は、駆動電流に対する光出力の直線性が悪いた
め、被伝送信号で光強度を直接変調するアナログ変調方
式はあまり用いられていなかったが、近年においては直
線性の向上に伴ってアナログ変調方式を用いる試みがな
されつつある。
と略記）は、駆動電流に対する光出力の直線性が悪いた
め、被伝送信号で光強度を直接変調するアナログ変調方
式はあまり用いられていなかったが、近年においては直
線性の向上に伴ってアナログ変調方式を用いる試みがな
されつつある。
しかし、直線性は向上したものの、ＬＤは温度変動或い
は経年変化等により、しきい値電流が変化するため、光
出力を安定化する自動制御回路を設けるのが一般的であ
る。
は経年変化等により、しきい値電流が変化するため、光
出力を安定化する自動制御回路を設けるのが一般的であ
る。
第１図は駆動電流対光出力特性を示した特性図であり、
実線は低温或は初期における特性を示し、破線は高温或
は経年変化後における特性を示している。
実線は低温或は初期における特性を示し、破線は高温或
は経年変化後における特性を示している。
第１図において、駆動電流■を増加させるとしきい値電
流Ｉｔｈの点でＬＤはレーザ発振を開始し、その光出力
が急激に増加する。そこで、Ｉ ｔｈ以上の領域でバイ
アス電流Ｉｂを設定し、信号電流（伝送信号）ｌＳによ
り変調をかけると、ＩＢ、ＩＳに対応する光出力ＰＢ、
Ｐｓが得られる。しかし、温度上昇により、しきい値
電流Ｉ ｔｈがＩ ｔｈ’に上昇するため、バイアス電
流Ｉｂを一定にしておくと平均光出力ＰＢが低下したり
、しきい値以下になって十分な変調が得られなくなる。
流Ｉｔｈの点でＬＤはレーザ発振を開始し、その光出力
が急激に増加する。そこで、Ｉ ｔｈ以上の領域でバイ
アス電流Ｉｂを設定し、信号電流（伝送信号）ｌＳによ
り変調をかけると、ＩＢ、ＩＳに対応する光出力ＰＢ、
Ｐｓが得られる。しかし、温度上昇により、しきい値
電流Ｉ ｔｈがＩ ｔｈ’に上昇するため、バイアス電
流Ｉｂを一定にしておくと平均光出力ＰＢが低下したり
、しきい値以下になって十分な変調が得られなくなる。
そこで、従来から光出力をモニタし、その平均値を検出
して平均光出力Ｐｇが一定となるようにバイアス電流を
制御する方法が一般的に行われている。すなわち第１図
においてＩｂをＩｂ’に移し、平均光出力ＰＢが変化し
ないように制御する方法である。
して平均光出力Ｐｇが一定となるようにバイアス電流を
制御する方法が一般的に行われている。すなわち第１図
においてＩｂをＩｂ’に移し、平均光出力ＰＢが変化し
ないように制御する方法である。
ところが、上記のような光出力安定化方式では、バイア
ス電流しか制御しないために次のような問題点がある。
ス電流しか制御しないために次のような問題点がある。
すなわち、ＬＤは温度変化或は経年変化により、しきい
値が変化するばかりでなく、外部微分量子効率、すなわ
ち駆動電流に対する光出力の変化の割合も変化する。従
って、第１図において信号電流が一定であると温度上昇
に伴って光信号がＰｓからＰｓ’のように変化し、光信
号振幅が小さくなってしまう。これは、変調度が低下し
たことに相当するので受信側で復調した場合にはＳ／Ｎ
の低下を招（という欠点がある。また、逆に、低温で外
部微分量子効率が大きくなった場合、変調度が大きくな
り、歪が増大するという欠点がある。
値が変化するばかりでなく、外部微分量子効率、すなわ
ち駆動電流に対する光出力の変化の割合も変化する。従
って、第１図において信号電流が一定であると温度上昇
に伴って光信号がＰｓからＰｓ’のように変化し、光信
号振幅が小さくなってしまう。これは、変調度が低下し
たことに相当するので受信側で復調した場合にはＳ／Ｎ
の低下を招（という欠点がある。また、逆に、低温で外
部微分量子効率が大きくなった場合、変調度が大きくな
り、歪が増大するという欠点がある。
本発明は上述した従来の欠点に鑑みなされたもので、そ
の目的は平均光出力のみでなく信号光出力をも安定させ
ることができる半導体レーザの出力安定化方式を提供す
ることにある。
の目的は平均光出力のみでなく信号光出力をも安定させ
ることができる半導体レーザの出力安定化方式を提供す
ることにある。
本発明は、被伝送信号に所定周波数および所定レベルの
パイロット信号を混合し、この混合出力信号により半導
体レーザを直接変調し、その変調出力光の平均値および
変調出力光に含まれるパイロット信号のレベルが一定と
なるように半導体レーザのバイアス電流および被伝送信
号とパイロット信号との混合出力信号の利得を制御する
ことにより上記目的を達成したものである。
パイロット信号を混合し、この混合出力信号により半導
体レーザを直接変調し、その変調出力光の平均値および
変調出力光に含まれるパイロット信号のレベルが一定と
なるように半導体レーザのバイアス電流および被伝送信
号とパイロット信号との混合出力信号の利得を制御する
ことにより上記目的を達成したものである。
以下、図示する実施例に基づき本発明の詳細な説明する
。
。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図であって、
１は被伝送信号入力端子、２は被伝送信号とパイロット
信号との混合回路、３は利得可変増幅器或は減衰器、４
はＬＤ駆動回路、５はパイロット信号発Ｊ辰器、６は比
較増幅器、７はピーク値検出回路、８はバンドパスフィ
ルタ、９は直流増幅器、ｌＯはｌ、Ｄの出力光のモニタ
用受光素子、１１はＬＤ、１２は比較増幅器、１３は平
均値検出器、１４はＬＤＩＩのバイアス電流供給回路、
１５ 、１６は基準電圧電源である。なお、ＬＤ駆動回
路はバイアス電流供給回路１４に含めて構成されること
もある。
１は被伝送信号入力端子、２は被伝送信号とパイロット
信号との混合回路、３は利得可変増幅器或は減衰器、４
はＬＤ駆動回路、５はパイロット信号発Ｊ辰器、６は比
較増幅器、７はピーク値検出回路、８はバンドパスフィ
ルタ、９は直流増幅器、ｌＯはｌ、Ｄの出力光のモニタ
用受光素子、１１はＬＤ、１２は比較増幅器、１３は平
均値検出器、１４はＬＤＩＩのバイアス電流供給回路、
１５ 、１６は基準電圧電源である。なお、ＬＤ駆動回
路はバイアス電流供給回路１４に含めて構成されること
もある。
以上の構成において、入力端子１から入力された被伝送
信号（アナログ信号）は、混合回路２において所定周波
数および所定レベルのパイロット信号と混合され、さら
に増幅器３により所要の振幅に増幅されたのち、ＬＤ駆
動回路４で電流信号に変換され、ＬＤＩＩに供給される
。これにより、ＬＤＩＩは被伝送信号とパイロット信号
との混合出力信号に対応した光出力を発生する。この光
出力は受信側に伝送されるが、受光素子１０にも入射さ
れて電気信号に変換される。そして、受光素子ｌＯの出
力信号は直流増幅器９で所要の′電圧或は電流値まで増
幅されたのち、平均値検出器１３でその振幅の平均値が
検出される。この平均値は基準電圧電源１６から出力さ
れる基準電圧と比較増幅器１２で比較増幅される。そし
てこの比較信号に応じてＬＤｌｌに対するバイアス電流
がバイアス電流供給回路１４から発生される。この場合
、平均値検出器１３で検出された平均値はｌ、Ｄｌｌの
光出力の平均値と比例するため、Ｌ Ｄ １１の平均光
出力が増大すればＬ Ｄ １１のバイアス電流を減少さ
せ、ＬＤＩＩの平均光出力が減少すればバイアス電流を
増大するように比較増幅器１２およびバイアス電流供給
回路１４は動作する。これにより、ＬＤＩＩの平均光出
力は一定に保たれる。
信号（アナログ信号）は、混合回路２において所定周波
数および所定レベルのパイロット信号と混合され、さら
に増幅器３により所要の振幅に増幅されたのち、ＬＤ駆
動回路４で電流信号に変換され、ＬＤＩＩに供給される
。これにより、ＬＤＩＩは被伝送信号とパイロット信号
との混合出力信号に対応した光出力を発生する。この光
出力は受信側に伝送されるが、受光素子１０にも入射さ
れて電気信号に変換される。そして、受光素子ｌＯの出
力信号は直流増幅器９で所要の′電圧或は電流値まで増
幅されたのち、平均値検出器１３でその振幅の平均値が
検出される。この平均値は基準電圧電源１６から出力さ
れる基準電圧と比較増幅器１２で比較増幅される。そし
てこの比較信号に応じてＬＤｌｌに対するバイアス電流
がバイアス電流供給回路１４から発生される。この場合
、平均値検出器１３で検出された平均値はｌ、Ｄｌｌの
光出力の平均値と比例するため、Ｌ Ｄ １１の平均光
出力が増大すればＬ Ｄ １１のバイアス電流を減少さ
せ、ＬＤＩＩの平均光出力が減少すればバイアス電流を
増大するように比較増幅器１２およびバイアス電流供給
回路１４は動作する。これにより、ＬＤＩＩの平均光出
力は一定に保たれる。
一方、受光素子１０で検出された光出力信号のうちパイ
ロット信号成分がバンドパスフィルタ８で抽出され、ピ
ーク値検出回路７でそのピーク値が検出され、パイロッ
ト信号レベルに比例した直流電圧が発生される。この直
流電圧は比較増幅器６で基準電圧電源１５から発生され
る直流電圧と比較増幅されたのち利得可変増幅器３の利
得制御端子に入力される。Ｌ Ｄ １１の光出力信号に
含まれるパイロット信号レベルが減少すれば、これに比
例してピーク値検出回路７の出力電圧も下がるため、比
較増幅器６を通じて利得可変増幅器３の利得を増大させ
るように制御される。これにより、 ＬＤｌｌにおける
パイロット信号の光出力レベルは一定に保たれる。この
場合、増幅器３は被伝送信号もパイロット信号も同じ利
得で増幅するので被伝送信号の光出力レベルも一定に保
たれる。
ロット信号成分がバンドパスフィルタ８で抽出され、ピ
ーク値検出回路７でそのピーク値が検出され、パイロッ
ト信号レベルに比例した直流電圧が発生される。この直
流電圧は比較増幅器６で基準電圧電源１５から発生され
る直流電圧と比較増幅されたのち利得可変増幅器３の利
得制御端子に入力される。Ｌ Ｄ １１の光出力信号に
含まれるパイロット信号レベルが減少すれば、これに比
例してピーク値検出回路７の出力電圧も下がるため、比
較増幅器６を通じて利得可変増幅器３の利得を増大させ
るように制御される。これにより、 ＬＤｌｌにおける
パイロット信号の光出力レベルは一定に保たれる。この
場合、増幅器３は被伝送信号もパイロット信号も同じ利
得で増幅するので被伝送信号の光出力レベルも一定に保
たれる。
なお、本実施例においては、パイロット信号も光伝送さ
れるため、受信側においてパイロット信号を除去する必
些かあるが、パイロット信号周波数を被伝送信号の帯域
外に設定すれば光受信器に低域通過または高域通過フィ
ルタを設けることにより簡単に除去することが可能であ
る。
れるため、受信側においてパイロット信号を除去する必
些かあるが、パイロット信号周波数を被伝送信号の帯域
外に設定すれば光受信器に低域通過または高域通過フィ
ルタを設けることにより簡単に除去することが可能であ
る。
このように、ＬＩ）ＩＩの平均光出力と信号光出力とが
一定となるように自動制御されるので、温度変化や経年
変化によりＬＤＩＩのしきい値電流或は外部微分量子効
率が変化しても安定した光出力を得ることができる。
一定となるように自動制御されるので、温度変化や経年
変化によりＬＤＩＩのしきい値電流或は外部微分量子効
率が変化しても安定した光出力を得ることができる。
なお、直流増幅器９は省略しても同様の効果が得られる
。また、受信側で用いる回線監視或はＡＧＣ用のパイロ
ット信号を本発明におけるＬＤの光出力安定化のための
パイロット信号として用いることも可能である。この場
合にはパイロット信号発生器を兼用でき、回路の簡素化
を図れる。
。また、受信側で用いる回線監視或はＡＧＣ用のパイロ
ット信号を本発明におけるＬＤの光出力安定化のための
パイロット信号として用いることも可能である。この場
合にはパイロット信号発生器を兼用でき、回路の簡素化
を図れる。
以上説明したように本発明によれば、ＬＤの平均光出力
と信号光出力の両方を同時に制御するようにしたため、
光出力におけるバイアス点及び信号振幅が常に一定に保
たれ、被伝送信号の歪が増大することがほとんどなく、
かつ、受信側での８７Ｎ劣下な引き起こすことがないと
いう優れた効果がある。
と信号光出力の両方を同時に制御するようにしたため、
光出力におけるバイアス点及び信号振幅が常に一定に保
たれ、被伝送信号の歪が増大することがほとんどなく、
かつ、受信側での８７Ｎ劣下な引き起こすことがないと
いう優れた効果がある。
第１図は半導体レーザの電流−光出力特性を示す°特性
図、第２図は本発明の一実施例を示すブロック図である
。 １・・・被伝送信号入力端子、２・・・混合回路、３・
・・利得可変増幅器（或は減衰器）、４・ＬＤ駆動回路
、５・・・パイロット発振器、６，１２・・比較増幅器
、７・・・ピーク値検出器、８・・・バンドパスフィル
タ、９・・・直流増幅器、１０・・・受光素子、１１・
・半導体レーザ、１３・・・平均値検出回路、１４−
Ｌ Ｄバイアス電流供給回路、１５ 、１６・・・基準
電圧電源。
図、第２図は本発明の一実施例を示すブロック図である
。 １・・・被伝送信号入力端子、２・・・混合回路、３・
・・利得可変増幅器（或は減衰器）、４・ＬＤ駆動回路
、５・・・パイロット発振器、６，１２・・比較増幅器
、７・・・ピーク値検出器、８・・・バンドパスフィル
タ、９・・・直流増幅器、１０・・・受光素子、１１・
・半導体レーザ、１３・・・平均値検出回路、１４−
Ｌ Ｄバイアス電流供給回路、１５ 、１６・・・基準
電圧電源。
Claims (2)
- （１）被伝送信号に所定周波数および所定レベルのパイ
ロット信号を混合し、この混合出力信号により半導体レ
ーザな直接変調し、その変調出力光の平均値および変調
出力光に含まれるパイロット信号成分のレベルが一定と
なるように半導体レーザのバイアス電流および被伝送信
号とパイロット信号との混合出力信号の利得を制御する
ことにより平均光出力および信号光出力を一定にするこ
とを特徴とする半導体レーザの出力安定化方式。 - （２）前記パイロット信号として、受信側において回線
監視或いはＡＧＣ制御のための基準信号として用いるパ
イロット信号を用いる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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58199869A JPS6091687A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 半導体レ−ザの出力安定化方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58199869A JPS6091687A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 半導体レ−ザの出力安定化方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6091687A true JPS6091687A (ja) | 1985-05-23 |
| JPH0556034B2 JPH0556034B2 (ja) | 1993-08-18 |
Family
ID=16414985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58199869A Granted JPS6091687A (ja) | 1983-10-25 | 1983-10-25 | 半導体レ−ザの出力安定化方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6091687A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62104329A (ja) * | 1985-10-28 | 1987-05-14 | アメリカン テレフオン アンド テレグラフ カムパニ− | レ−ザ送信機の制御装置 |
| US4995045A (en) * | 1990-02-01 | 1991-02-19 | Northern Telecom Limited | Laser control circuit |
| JPH07231304A (ja) * | 1994-02-18 | 1995-08-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光送信回路 |
| JPH11127119A (ja) * | 1997-10-21 | 1999-05-11 | Kokusai Electric Co Ltd | 光伝送装置及び光伝送方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54140886A (en) * | 1978-04-25 | 1979-11-01 | Fujitsu Ltd | Photo-output stabilizing circuit |
| JPS5583280A (en) * | 1978-12-20 | 1980-06-23 | Fujitsu Ltd | Output stabilizing system for semiconductor laser |
| JPS56104583A (en) * | 1980-01-24 | 1981-08-20 | Hitachi Ltd | Picture signal modulating device of semiconductor laser |
-
1983
- 1983-10-25 JP JP58199869A patent/JPS6091687A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54140886A (en) * | 1978-04-25 | 1979-11-01 | Fujitsu Ltd | Photo-output stabilizing circuit |
| JPS5583280A (en) * | 1978-12-20 | 1980-06-23 | Fujitsu Ltd | Output stabilizing system for semiconductor laser |
| JPS56104583A (en) * | 1980-01-24 | 1981-08-20 | Hitachi Ltd | Picture signal modulating device of semiconductor laser |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62104329A (ja) * | 1985-10-28 | 1987-05-14 | アメリカン テレフオン アンド テレグラフ カムパニ− | レ−ザ送信機の制御装置 |
| US4995045A (en) * | 1990-02-01 | 1991-02-19 | Northern Telecom Limited | Laser control circuit |
| JPH07231304A (ja) * | 1994-02-18 | 1995-08-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光送信回路 |
| JPH11127119A (ja) * | 1997-10-21 | 1999-05-11 | Kokusai Electric Co Ltd | 光伝送装置及び光伝送方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0556034B2 (ja) | 1993-08-18 |
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