JPS61163684A - Driving circuit for laser diode - Google Patents
Driving circuit for laser diodeInfo
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- JPS61163684A JPS61163684A JP425585A JP425585A JPS61163684A JP S61163684 A JPS61163684 A JP S61163684A JP 425585 A JP425585 A JP 425585A JP 425585 A JP425585 A JP 425585A JP S61163684 A JPS61163684 A JP S61163684A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分舒）
本発明は、光フ′フィバケーブルを光伝送媒体とする光
通信システム等で用いられるレーザダイオード駆動回路
に関し、特に高速変調が可能なし−ザダイオード駆動回
路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Application) The present invention relates to a laser diode drive circuit used in an optical communication system using an optical fiber cable as an optical transmission medium. This invention relates to the diode drive circuit.
（従来の技術及び発明が解決しようとする問題点）電気
回路の動作領域は年々高速化、広帯域化する傾向にあり
、例えば数ＧＨｚの帯域をもった増幅器、数Ｇｂ／ｓの
高速で動作するディジタル回路等の実現が可能となり、
これに応じてＩＣ化技術も年々と進み、例えばガリウム
ヒ素電界効果トランジスタを用いた、ガリウムヒ素ＩＣ
での高速ディジタルＩＣ，高周波アナログＩＣが実現さ
れつつある。(Prior art and problems to be solved by the invention) The operating range of electric circuits tends to become faster and wider every year. For example, amplifiers with a band of several GHz and those that operate at high speeds of several Gb/s It becomes possible to realize digital circuits, etc.
Correspondingly, IC technology has progressed year by year, such as gallium arsenide ICs using gallium arsenide field effect transistors.
High-speed digital ICs and high-frequency analog ICs are being realized.
一方、光フアイバケーブルは広帯域、低損失、軽量、細
径等多くの優れた特長を持ち、レーザダイオードと光フ
アイバケーブルで構成される光フアイバケーブル伝送シ
ステムは応用範囲も広く画期的な技術に成長しつつある
。したがって、超高速光フアイバケーブル伝送システム
を実現するためには、高速変調が可能なレーザダイオー
ド駆動回路が不可決である。しかし、従来レーザダイオ
ードを高速にパルス変調する場合、レーザダイオード内
のキャリア拡散効果のために光出力パルス列位パターン
効果が現われ、高速変調を行なうにはその変調速度に限
界を生じていた。On the other hand, optical fiber cables have many excellent features such as broadband, low loss, light weight, and small diameter, and optical fiber cable transmission systems consisting of laser diodes and optical fiber cables have a wide range of applications and have become revolutionary technology. It's growing. Therefore, in order to realize an ultrahigh-speed optical fiber cable transmission system, a laser diode drive circuit capable of high-speed modulation is essential. However, when conventionally pulse-modulating a laser diode at high speed, an optical output pulse alignment pattern effect appears due to the carrier diffusion effect within the laser diode, and there is a limit to the modulation speed for high-speed modulation.
第３図は従来のレーザダイオード駆動回路（５０Ω負荷
）を示す回路図であり、第４図は第３図のレーザダイオ
ードの駆動電流波形及び光出力波形を示す図である。次
に、これら両図を参照して従来のレーザダイオード駆動
回路の限界を説明する。なお、第３図の方式のレーザダ
イオード駆動回路については、度板出版から発行きれて
いる技術書１光通侶の実用技術」に詳しい説明がある。FIG. 3 is a circuit diagram showing a conventional laser diode drive circuit (50Ω load), and FIG. 4 is a diagram showing the drive current waveform and optical output waveform of the laser diode shown in FIG. Next, the limitations of the conventional laser diode drive circuit will be explained with reference to these figures. The laser diode drive circuit of the type shown in FIG. 3 is explained in detail in the technical book 1 "Practical Techniques of Practical Techniques of Practical Techniques" published by Oita Publishing.
第３図において、１は入力端、２はパルス電流駆動回路
、３は同軸線路、４は抵抗値Ｒ１の負荷インピーダンス
整合抵抗、５はレーザダイオード、６はファイバケーブ
ル、７はバイアス電流供給回路、１０はレーザダイオー
ド駆動回路である。In FIG. 3, 1 is an input terminal, 2 is a pulse current drive circuit, 3 is a coaxial line, 4 is a load impedance matching resistor with a resistance value R1, 5 is a laser diode, 6 is a fiber cable, 7 is a bias current supply circuit, 10 is a laser diode drive circuit.
光源にレーザダイオードを用いた高速光伝送システムで
は、一般にＰＣＭ信号を用いる。そして、レーザダイオ
ードに変調用のパルス信号を加え、レーザダイオードに
流れろ電流を０Ｎ１０ＦＦすることにより、し・−ザダ
イオードの発光／消光動作を制御し、ＰＣＭ光信号を光
ファイバに加えている。第３図の従来回路についてより
詳しく述べる。パルス電流駆動回路２への信号入力端１
には変調パルス信号としてＲＺ信号１０１が入力きれる
。このＲＺ信号１０１には一般に占有率５０％の波形が
用いられる。パルス電流駆動回路２は、入力端１に入力
さレタＲＺＭ号１０１（７）ＯＮｌｏＦＦに従い、同じ
く占有率５０％のパルスのレーザダイオード駆動電流１
０２を発生する。A high-speed optical transmission system using a laser diode as a light source generally uses a PCM signal. Then, by applying a modulation pulse signal to the laser diode and setting the current flowing through the laser diode to 0N10FF, the light emission/quenching operation of the laser diode is controlled, and the PCM optical signal is applied to the optical fiber. The conventional circuit shown in FIG. 3 will be described in more detail. Signal input terminal 1 to pulse current drive circuit 2
An RZ signal 101 can be input as a modulated pulse signal. This RZ signal 101 generally uses a waveform with an occupancy rate of 50%. The pulsed current drive circuit 2 receives a pulsed laser diode drive current 1 with a 50% occupation rate in accordance with the letter RZM No. 101 (7) ONloFF input to the input terminal 1.
Generates 02.
この駆動電流１０２は、レーザダイオード５の発振しき
い値電流の値に応じた大きさのバイアス電流供給回路７
によるオフセットバイアス電流と加え合わされ、レーザ
ダイオード５に導かれる。こうして駆動電流１０２はレ
ーザダイオード５を変調する。通常、レーザダイオード
５はモジュール化され、なおかつパルス電流駆動回路２
は５０Ω負荷条件で設計されているから、パルス電流駆
動回路２には同ＵＳ路３が接読される。このためレーザ
ダイオード５の前に負荷インピーダンス整合抵抗４を設
け、これを介してパルス電流駆動回路２の負荷インピー
ダンスが５０Ωとなるように調整が行なわれる。駆動電
流パルス１０２により変調されたレーザダイオード５は
、その駆動電流パルス１０２の０Ｎ１０ＦＦによりレー
ザ発振を生じ、パルス化した光を出力する。この光出力
はファイバケーブル６へと結合きれる。このレーザダイ
オード５の発光強度は、駆動電流値の大小により変化す
る。一定振幅のＲＺ電流信号でレーザダイオードを変調
した場合、一般にある時点のレーザダイオード発光波形
は、その前の信号が“１”か“０”かで波形が異なる。This drive current 102 is supplied to a bias current supply circuit 7 whose magnitude corresponds to the value of the oscillation threshold current of the laser diode 5.
The offset bias current is added to the offset bias current caused by the current and is guided to the laser diode 5. The drive current 102 thus modulates the laser diode 5. Usually, the laser diode 5 is modularized, and the pulse current drive circuit 2
Since it is designed under a 50Ω load condition, the pulse current drive circuit 2 is directly connected to the US path 3. For this purpose, a load impedance matching resistor 4 is provided in front of the laser diode 5, and the load impedance of the pulse current drive circuit 2 is adjusted to 50Ω via this resistor. The laser diode 5 modulated by the driving current pulse 102 generates laser oscillation due to the 0N10FF of the driving current pulse 102, and outputs pulsed light. This optical output can be coupled into fiber cable 6. The light emission intensity of this laser diode 5 changes depending on the magnitude of the drive current value. When a laser diode is modulated with an RZ current signal of constant amplitude, the laser diode light emission waveform at a certain point in time generally differs depending on whether the previous signal was "1" or "0".
これをレーザダイオードのパターン効果と呼んでいる。This is called the laser diode pattern effect.
この現象は、高速変調を行なうときに特に顕著に現れる
。This phenomenon is particularly noticeable when performing high-speed modulation.
第４図にその様子を示す、第４図（ａ）の波形はレーザ
ダイオード駆動電流波形、（ｂ）の波形はレーザダイオ
ードの光出力波形である。レーザダイオードの光応答波
形におけるパターン効果は、信号のない連続した“Ｏ″
の状態から信号が連続的に到来した場合、光出力波形（
（ｂ）の波形）において１１４ｇが徐々１こ小さくなり
、また立ち上がり時点も速くなる（（ｂ）の波形Ｄ＋
、 Ｄａ 、 Ｄｓ ）現象である。これはレーザダイ
オードの内部状態が、信号が入力きれるに従い発光をし
やすい励起状態になるためと考えられる。The situation is shown in FIG. 4. The waveform in FIG. 4(a) is the laser diode driving current waveform, and the waveform in FIG. 4(b) is the optical output waveform of the laser diode. The pattern effect in the optical response waveform of a laser diode is a continuous “O” with no signal.
If a signal arrives continuously from the state of , the optical output waveform (
In waveform (b)), 114g gradually becomes smaller by 1, and the rise time also becomes faster (waveform D+ in (b)).
, Da, Ds) phenomenon. This is thought to be because the internal state of the laser diode becomes an excited state in which it is more likely to emit light as the signal is inputted.
以上に述べたレーザダイオードの光応答波形におけるパ
ターン効果は、高速変調時において波形歪みとなり伝送
特性を劣化させ、更番こは伝送速度の向上に限界を与え
る要因となっている。The above-described pattern effect in the optical response waveform of the laser diode causes waveform distortion during high-speed modulation, deteriorating transmission characteristics, and is a factor that limits the improvement of transmission speed.
そこで、゛本発明の目的は高速変調においても光出力ニ
ハターン効果を生じにくいレーザダイオード駆動回路の
提供にある。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a laser diode drive circuit that is less likely to cause the optical output Nihaturn effect even in high-speed modulation.
（問題点を解決するための手段）
前述の問題点を解決するために本発明が提供する手段は
、入力される変調パルス信号に応じたパルス電流を出力
するパルス電流駆動回路が備えてあり、そのパルス電流
によりレーザダイオードを変調するレーザダイオード駆
動回路であって、片端が前記パルス電流駆動回路の出力
端番こ接続してあり他端が終端抵抗を介して接地してあ
る分布定数線路が備えてあることを特徴とする。(Means for Solving the Problems) Means provided by the present invention to solve the above-mentioned problems includes a pulse current drive circuit that outputs a pulse current according to an input modulated pulse signal, A laser diode drive circuit that modulates a laser diode with the pulsed current, and includes a distributed constant line whose one end is connected to the output terminal of the pulsed current drive circuit and whose other end is grounded via a terminating resistor. It is characterized by:
（発明の原理）
本発明においては、以下に述べる原理に基づき本発明の
目的を達成している。すなわち、本発明では、パルス電
流駆動回路の出力端に分布定数線路を接続してレーザダ
イオードの駆動電流波形に反射波を発生させることによ
り、駆動電流波形の後縁にバックスパイクをつくり、レ
ーザダイオードを励起状態から、速やかに定常状態に戻
し、これによりレーザダイオードのパターン効果を補償
し、高速変調時においてもレーザダイオードのパターン
効果が生じていない光波形を出力せしめる。更に、この
手段を用いた場合、レーザダイオード間に特性バラツキ
があっても、分布定数線路あるいは反射波形振幅を調整
する抵抗Ｒのいずれかを再調整する事により、光応答波
形の特性にバラツキがなく安定な光波形を出力せしめる
。(Principle of the Invention) In the present invention, the object of the present invention is achieved based on the principle described below. That is, in the present invention, by connecting a distributed constant line to the output end of the pulse current drive circuit and generating a reflected wave in the drive current waveform of the laser diode, a back spike is created at the trailing edge of the drive current waveform, and the laser diode from the excited state to a steady state, thereby compensating for the pattern effect of the laser diode, and outputting an optical waveform in which the pattern effect of the laser diode does not occur even during high-speed modulation. Furthermore, when this method is used, even if there are variations in characteristics between laser diodes, the variations in the characteristics of the optical response waveform can be eliminated by readjusting either the distributed constant line or the resistor R that adjusts the reflected waveform amplitude. It outputs a stable optical waveform.
（実施例） 以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。(Example) The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
第１図は本発明の一実施例を示す回路図である。回路図
において、１は入力端、２はパルス電流駆動回路、３は
同軸線路、７はバイアス電流供給回路、５はレーザダイ
オード、４は抵抗値Ｒ４の負荷インピーダンス調整抵抗
、６はファイバケーブルである。また８は、パターン効
果を補償するための長さ！の分布定数線路（同軸線路）
であるが、例えばペア線あるいは薄膜ＩＣ回路等で構成
された分布定数線路であっても良い。９は分布定数線路
８の終端抵抗（抵抗値Ｒ）、１１は本発明の一実施例の
レーザダイオード駆動回路である。この実施例１１を備
えであるから、レーザダイオード５で生じるパターン効
果に従って、分布定数線路の長き２と抵抗値Ｒの値を調
整することにより、反射波の遅延時間Ｔ０およびその振
幅Ｈが適正な値に調！！、’れ、光出力波形をパターン
効果の無い波形にすることができる。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. In the circuit diagram, 1 is an input terminal, 2 is a pulse current drive circuit, 3 is a coaxial line, 7 is a bias current supply circuit, 5 is a laser diode, 4 is a load impedance adjustment resistor with a resistance value R4, and 6 is a fiber cable. . Also, 8 is the length to compensate for pattern effects! Distributed constant line (coaxial line)
However, it may also be a distributed constant line composed of, for example, a pair of wires or a thin film IC circuit. 9 is a terminal resistor (resistance value R) of the distributed constant line 8, and 11 is a laser diode drive circuit according to an embodiment of the present invention. Since this embodiment 11 is provided, by adjusting the length 2 of the distributed constant line and the value of the resistance value R according to the pattern effect generated in the laser diode 5, the delay time T0 of the reflected wave and its amplitude H can be adjusted appropriately. Value for money! ! , it is possible to make the optical output waveform free from pattern effects.
すなわち、第１図Ａ点に分布定数線路８を付加した状態
での伝達関数Ｓ （ｕｉ ）は（ｚｅは特性インピーダ
ンス）
となり、分布定数線路８の長−ａｔにより反射波形の遅
延時間Ｔゎを、また抵抗９の抵抗値Ｒによりその振幅の
太きｔＨをそれぞれ変える事ができる。That is, the transfer function S (ui) with the distributed constant line 8 added to point A in Fig. 1 is (ze is the characteristic impedance), and the delay time T of the reflected waveform is determined by the length -at of the distributed constant line 8. , and the amplitude tH can be changed by changing the resistance value R of the resistor 9.
この第１図回路の各部信号の波形が第２図（ａ）。The waveforms of the signals in each part of the circuit in FIG. 1 are shown in FIG. 2(a).
（ｂ）に示してある。第２図（ａ）は本実施例におけろ
レーザダイオード駆動主流１０２波形であり、本図（ａ
）の波形の駆動電流１０２でレーザダイオード５を駆動
したとき光応答波形は同図（ｂ）の如くになる。It is shown in (b). FIG. 2(a) shows the main waveform of the laser diode drive 102 in this embodiment.
) When the laser diode 5 is driven with a drive current 102 having a waveform of 102, the optical response waveform becomes as shown in FIG.
このように、レーザダイオードの駆動電流波形を分布定
数線路を付加して第２図（ａ）のような波形にすること
により、ＲＺ信号１０１としてパルス波形が連続して到
来しても、１・−ザダイオード５は発光時の励起状態か
ら、すぐに定常状態に落ち着くようにすることができる
。従って、レーザダイオード５の光出力波形（第２図（
ｂ）の波形）にはパターン効果が現れない。In this way, by adding a distributed constant line to the drive current waveform of the laser diode to create the waveform as shown in FIG. - The diode 5 can be made to quickly settle into a steady state from an excited state during light emission. Therefore, the optical output waveform of the laser diode 5 (Fig. 2 (
No pattern effect appears in waveform b).
なお、レーザダイオードの特性には分散があるから応答
特性も素子こ゛とＬこ異なる。しかし、本発明では分布
定数線路の長さ！又は終端抵抗９の抵抗値Ｒを選択する
ことにより、レーザダイオードごとに最適な駆動回路を
形成できる。このように融通性に優れていることも本発
明の効果の一つである。Note that since there is dispersion in the characteristics of the laser diode, the response characteristics also differ from element to element. However, in the present invention, the length of the distributed constant line! Alternatively, by selecting the resistance value R of the terminating resistor 9, an optimal drive circuit can be formed for each laser diode. Such excellent flexibility is also one of the effects of the present invention.
（発明の効果）
以上述べた如く、本発明によれば高速変調においても光
出力にパターン効果を生じないレーザダイオード駆動回
路が提供できる。また、本発明を適用すれば、レーザダ
イオードの個別の特性に応じて調整することにより、レ
ーザダイオードの特性に分散があっても最適の波形のパ
ルスレーザ光を得ることができる。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, it is possible to provide a laser diode drive circuit that does not cause pattern effects on optical output even in high-speed modulation. Furthermore, by applying the present invention, by adjusting according to the individual characteristics of the laser diode, it is possible to obtain pulsed laser light with an optimal waveform even if there is dispersion in the characteristics of the laser diode.
第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図（ａ）
、 （ｂ）は第１図回路の各部信号波形図、第３図は
従来のレーザダイオード駆動回路を示す回路図、第４図
（ａ） 、 （ｂ）は第３図の回路における各部信号波
形図である。
１・・・入力端、２・・・パルス電流駆動回路、３・・
・同軸線路、４・・・負荷インピーダンス整合抵抗、５
・・・レーザダイオード、６・・・ファイバケーブル、
７・・・バイアス電流供給回路、８・・・分布定数線路
、９・・・終端抵抗、ｔｏ、ｔｉ・・・し・−ザダイオ
ード駆動回路。
４７・−１ゝ
代理人弁理士 内 原 晋、パ
〈
第１図
第２図Fig. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2(a)
, (b) is a signal waveform diagram of each part of the circuit in Figure 1, Figure 3 is a circuit diagram showing a conventional laser diode drive circuit, and Figures 4 (a) and (b) are signal waveforms of each part in the circuit of Figure 3. It is a diagram. 1... Input end, 2... Pulse current drive circuit, 3...
・Coaxial line, 4...Load impedance matching resistance, 5
...Laser diode, 6...Fiber cable,
7... Bias current supply circuit, 8... Distributed constant line, 9... Termination resistor, to, ti... - the diode drive circuit. 47・-1ゝRepresentative Patent Attorney Susumu Uchihara, Pa〈Figure 1Figure 2
Claims (1)
るパルス電流駆動回路が備えてあり、そのパルス電流に
よりレーザダイオードを変調するレーザダイオード駆動
回路において、片端が前記パルス電流駆動回路の出力端
に接続してあり他端が終端抵抗を介して接地してある分
布定数線路が備えてあることを特徴とするレーザダイオ
ード駆動回路。A pulse current drive circuit that outputs a pulse current according to an input modulation pulse signal is provided, and in the laser diode drive circuit that modulates a laser diode with the pulse current, one end is connected to the output terminal of the pulse current drive circuit. 1. A laser diode drive circuit comprising a distributed constant line whose other end is grounded via a terminating resistor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP425585A JPS61163684A (en) | 1985-01-14 | 1985-01-14 | Driving circuit for laser diode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP425585A JPS61163684A (en) | 1985-01-14 | 1985-01-14 | Driving circuit for laser diode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61163684A true JPS61163684A (en) | 1986-07-24 |
Family
ID=11579428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP425585A Pending JPS61163684A (en) | 1985-01-14 | 1985-01-14 | Driving circuit for laser diode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61163684A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3833695A1 (en) * | 1987-10-05 | 1989-04-20 | Gen Electric | SIGNAL PROCESSING DEVICE AND METHOD FOR EXTENDING THE FLAT FREQUENCY OF A COMPONENT |
| JP2016072288A (en) * | 2014-09-26 | 2016-05-09 | 沖電気工業株式会社 | Photoelectric conversion circuit |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5378795A (en) * | 1976-12-23 | 1978-07-12 | Fujitsu Ltd | Driver circuit of luminous element |
-
1985
- 1985-01-14 JP JP425585A patent/JPS61163684A/en active Pending
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