JPS61262327A - レ−ザダイオ−ドのアナログ変調回路 - Google Patents

レ−ザダイオ−ドのアナログ変調回路

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JPS61262327A
JPS61262327A JP60104509A JP10450985A JPS61262327A JP S61262327 A JPS61262327 A JP S61262327A JP 60104509 A JP60104509 A JP 60104509A JP 10450985 A JP10450985 A JP 10450985A JP S61262327 A JPS61262327 A JP S61262327A
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laser diode
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amplitude
voltage
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Kiwamu Matsushita
松下 究
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50Transmitters
    • 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
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、アナログ信号を光信号に変調出力するレー
ザダイオードのアナログ変調回路に関するものである。
〔従来の技術〕
第3図は例えば特開昭59−14936号公報に示され
た従来のレーザダイオードのアナログ変調回路の回路図
であり、図において:、(1)はカソードが接地された
レーザダイオード、(2)はこのレーザダイオード(1
)のアノードに出力が接続されたレーザダイオード駆動
回路、(3)はこのレーザダイオード駆動回路(2)の
入力に接続されたアナログ信号入力端子、(4)は変調
のための高周波信号を発生する高周波信号発生器、(5
)はこの高周波信号発生器(4)の出力と上記レーザダ
イオード(1)のアノードとの間に介挿された結合コン
デンサである。
上記レーザダイオード駆動回路(2)は、アナログ信号
入力端子(3)から入力されるアナログ信号電流を閾値
電流以下の直流バイアス電流に加え合わせてレーザダイ
オード+1)に供給するとともに、光出力信号の安定化
を行う。
次に、動作について説明する。一般に、単一波長で発振
する縦単一モードレーザダイオードをアナログ信号電流
で変調し、マルチモード光ファイバを用いて信号伝送を
行う左、上記レーザダイオードの出力光の可干渉性が高
いために上記光フアイバ内の各伝搬モードの干渉により
モード間干渉パターンが生じ、これが光源の発振波長変
動や光ファイバの振動等によって変動する。このため、
これに起因するモーダルノイズにより受信信号の歪劣化
やS/N劣化が発生する。上記モーダルノイズを防止す
るた袷には、上記レーザダイオードを複数の波長で発振
させて可干渉性を低減させる必要があるが、その有効な
方法の一つとして、レーザダイオード(1)の直流バイ
アス電流を閾値電流以下に設定し、数100MH2の高
周波信号電流をアナログ信号電流に重畳して駆動する方
法が知られている。第4図は上記の方法に基づく第3図
に示したレーザダイオードのアナログ変調回路の動作説
明図である。第4図において、(ア)はレーザダイオー
ドの電流対光出力特性、(イ)はアナログ信号電流、(
つ)は閾値電流、(1)は直流バイアス電流、(オ)は
光出力信号である。上述の高周波信号電流に対応するの
がアナログ信号電流(イ)が重畳された高周波電流(力
)であり、この高周波電流(力)は直流バイアス電流(
1)によりレーザダイオード+13の動作点にバイアス
される。以上により、上記レーザダイオード(11は縦
マルチモード発振し、モーダルノイズによるマルチモー
ドファイバ伝送時の伝送特性劣化が抑圧されるために、
安定したアナログ信号伝送が実現される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のレーザダイオードのアナログ変調回路は以上のよ
うに構成されているので、高周波信号発生器(4)の出
力高周波信号が結合コンデンサ(5)を介してレーザダ
イオード(1)に入力されており、例えば閾値電流の低
いレーザダイオードを用いた場合には、直流バイアス電
流を闇値電流以下に設定した状態で所定の光出力を得る
ように高周波電流振幅を設定しようとすると、極端な場
合には重畳高周波電流の負のピーク値が0以下となって
レーザダイオードを逆バイアスし、特性劣化や寿命劣化
をきたすおそれがあるという問題点があった。
また、レーザダイオード(1)に印加される高周波電流
振幅が常に一定であるために、周囲温度変化によるレー
ザダイオード(11の微分量子効率の変動が平均光出力
変動をもたらし、これをレーザダイオード駆動回路(3
)に内蔵されている光出力安定化回路により安定化しよ
うとすると直流バイアス電流が変化してしまうために、
周囲温度変化に対して高周波重畳条件が一定に保たれな
いという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、重畳高周波電流の負のピーク値が0以下とな
ってレーザダイオードを逆バイアスすることがないレー
ザダイオードのアナログ変調回路を得ることを目的とす
る。
また、この発明の別の発明は、レーザダイオードの駆動
電流対先出力特性の周囲温度変化や素子間のばらつきに
よる違いに左右されず、安定かつ一定な高周波重畳条件
の下で上記レーザダイオードを駆動できるレーザダイオ
ードのアナログ変調回路を得ることを目的とする。
(問題点を解決するための手段〕 この発明に係るレーザダイオードのアナログ変調回路は
、高周波振幅制限回路を設け、高周波電流の負のピーク
値が所定の正の電流値以下とならないように制限したも
のである。
また、この発明の別の発明に係るレーザダイオードのア
ナログ変調回路は、重畳高周波電流振幅をレーザダイオ
ードの微分量子効率の温度変化に応じて制御するととも
に、高周波電流の負のピーり値が所定の正の電流値以下
とならないように振幅制限したものである。
〔作用〕
この発明における高周波振幅制限回路は、上記高周波電
流の負のピーク値が所定の正の電流値以下とならないよ
うに振幅制限する。
また、この発明の別の発明に係る高周波信号振幅制御回
路は、レーザダイオードの微分量子効率の変化を検出し
その検出信号に応じてレーザダイオードに入力される高
周波電流振幅を制御することにより、上記重畳高周波に
電流−光変換後の光出力振幅を温度変化に対して一定に
保つ。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図において、(11ないしく4)は第3図に示した従来
のレーザダイオードのアナログ変調回路におけるものと
同等のものである。(6)はレーザダイオード駆動回路
(2)の出力端子とレーザダイオード(11のアノード
との間に接続されたアナログ信号電流モニタ抵抗、(7
1はこのアナログ信号電流モニタ抵抗(6)の両端電圧
の差を増幅する差動増幅器、(8)は上記差動増幅器(
7)の出力のピーク値を検出するピーク検出器、(9)
はピーク検出器(8)の出力信号と基準電圧入力端子0
1に加えられる所定の基準電圧Vrとの差を増幅する差
動増幅器、αυは差動増幅器(9)の出力電圧に応じて
減衰量が変化する可変減衰器、(ロ)は可変減衰器aυ
より入力される高周波電圧(電流)をクリップする高周
波振幅制限回路、(1は高周波振幅制限回路(2)がク
リップを行う所定のクリップ電圧(電流)が入力される
基準電圧(電流)入力端子である。
上記モニタ抵抗(6)、差動増幅器(7)、ピーク検出
器(8)、差動増幅器(9)および可変減衰器αDは、
高周波信号振幅制御回路組のを構成している。
次に、このように構成された本実施例のレーザダイオー
ドのアナログ変調回路の動作について説明する。なお、
ここでレーザダイオード駆動回路(2)には、平均光出
力並びにアナログ信号出力振幅を一定に保つ光出力安定
回路が内蔵されているものと仮定して以下の説明を行う
レーザダイオード駆動回路(2)は、レーザダイオード
(1)の微分量子効率が温度により変化してもアナログ
信号光の振幅を常に一定に保つように制御するために、
レーザダイオード(1)に入力されるアナログ信号電流
の振幅は微分量子効率の変化に逆比例して増減すること
になる。したがって、上記アナログ信号電流をモニタす
れば、レーザダイオード(11の微分量子効率の変化を
検出することができる。抵抗(6)はこの目的のための
モニタ抵抗であり、その両端電圧は差動増幅器(7)に
よって増幅された後にピーク検出器(8)に加えられ、
そのピーク値が検出されて差動増幅器(9)に出力され
る。差動増幅器(9)は、上記ピーク検出器(8)の出
力電圧と基準電圧入力端子α〔に入力される所定の基準
電圧Vrとの差電圧を減衰量制御電圧として可変減衰8
卸に出力する。可変減衰器面は上記制御電圧に応じて減
衰量を変化させ、それにより高周波信号発生器(4)か
らレーザダイオード(1)に加えられる高周波電流振幅
を変化させる。
以上の一連の動作により、レーザダイオード(1)より
出力される重畳高周波光信号の振幅は微分量子効率が変
化しても一定となるように制御されるため、周囲温度変
化に対しても安定かつ一定な高周波重畳条件の下でレー
ザダイオード(1)を駆動することが可能となる。
一方、高周波振幅制限回路側は、可変減衰器αυより入
力される重畳高周波電圧(電流)のピーク値が基準電圧
(電流)入力端子α壜に入力される所定の正のクリップ
電圧(電流)よりも小さくならないようにクリップした
後にレーザダイオード(11に出力する。これにより、
高周波電流振幅が変化しても、その負のピーク値は常に
所定の正の電流値以下とならないため、闇値電流の低い
レーザダイオードを用いた場合にも、逆バイアス状態に
なる心配がなく、安定な高周波重畳条件の下で駆動する
ことが可能となる。
第2図は以上に示した本発明の一実施例によるレーザダ
イオードのアナログ変調回路の動作説明図である0図に
おいて、(ア)〜(力)は第4図に示したものと同一の
ものである。(キ)は、クリップ電流設定点である。周
囲温度が低下すると、一般に、第2図に示すように、レ
ーザダイオード(1)の閾値電流(つ)は減少し、電流
対先出力特性(ア)の傾きに相当する微分量子効率は増
加するが、上述のように高周波電流(力)の振幅を制御
することにより、光出力信号(オ)は温度変化に対して
一定に保たれる。また、クリップ電流設定点(キ)で上
記高周波電流(力)の負のピークをクリップしているた
めに、レーザダイオード(1)に逆バイアス電流が加わ
るのが防止される。
なお、上記実施例では、レーザダイオードをカソード接
地としたが、アノード接地として用いてもよい。また可
変減衰器αDの代わりに可変利得増幅器を用いても同様
の効果が得られることはいうまでもない。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、高周波信号振幅制御
回路により、周囲温度変化に対して重畳高周波の光出力
振幅を一定に制御し、かつ、高周波振幅制限回路により
上記高周波電流の負のビーク値が所定の正の電流値以下
とならないようにクリップしたので、レーザダイオード
の駆動電流対先出力特性の温度変化や素子間のばらつき
による違いに左右されず、安定かつ一定な高周波重畳条
件の下でレーザダイオードを駆動できるアナログ変調回
路が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例によるレーザダイオードの
アナログ変調回路の構成図、第2図は第1図に示すレー
ザダイオードのアナログ変調回路の動作説明図、第3図
は従来のレーザダイオードのアナログ変調回路の構成図
、第4図は第3図に示す従来のレーザダイオードのアナ
ログ変調回路の動作説明図である。 (11はレーザダイオード、(2)はレーザダイオード
駆動回路、(3)はアナログ信号入力端子、(4)は高
周波信号発生器、(5)は結合コンデンサ、(6)はア
ナログ信号電流モニタ抵抗、(7)は差動増幅器、(8
)はピーク検出器、(9)は差動増幅器、Qlは基準電
圧入力端子、(11)は可変減衰器、(2)は高周波振
幅制限回路、(2)は基準電圧(電流)入力端子、(財
)は高周波信号振幅制御回路。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)レーザダイオードと、所定周波数以上の高周波信
    号を発生する高周波信号発生器と、上記レーザダイオー
    ドの光出力の安定化を行うレーザダイオード駆動回路と
    を有し、アナログ信号を上記高周波信号に重畳し、この
    高周波重畳信号を変調入力するレーザダイオードのアナ
    ログ変調回路において、上記高周波信号発生器から出力
    される高周波信号を所定の設定値おいて振幅制限する高
    周波振幅制限回路を備えたことを特徴とするレーザダイ
    オードのアナログ変調回路。
  2. (2)レーザダイオードと、所定周波数以上の高周波信
    号を発生する高周波信号発生器と、上記レーザダイオー
    ドの光出力の安定化を行うレーザダイオード駆動回路と
    を有し、アナログ信号を上記高周波信号に重畳し、この
    高周波重畳信号を変調入力するレーザダイオードのアナ
    ログ変調回路において、上記レーザダイオードの微分量
    子効率の変化を検出する検出回路と、この検出回路から
    の出力により上記高周波信号発生器の出力振幅を制御す
    る可変減衰器と、この可変減衰器から出力される高周波
    信号を所定の設定値において振幅制限する高周波振幅制
    限回路とを備えたことを特徴とするレーザダイオードの
    アナログ変調回路。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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