JPS6135584A - レ−ザダイオ−ドの自動電力制御回路 - Google Patents

レ−ザダイオ−ドの自動電力制御回路

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JPS6135584A
JPS6135584A JP15661684A JP15661684A JPS6135584A JP S6135584 A JPS6135584 A JP S6135584A JP 15661684 A JP15661684 A JP 15661684A JP 15661684 A JP15661684 A JP 15661684A JP S6135584 A JPS6135584 A JP S6135584A
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JP
Japan
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laser diode
circuit
output
input
bias current
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Pending
Application number
JP15661684A
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English (en)
Inventor
Mitsuo Kitamura
北村 光雄
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6135584A publication Critical patent/JPS6135584A/ja
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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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Optical Communication System (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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光通信装置に使用されるレーザダイオードの光
出力を一定にするレーザダイオードの自動電力制御回路
の改良に関する。
元通信装循、に使用されるレーザダイオードの光出力は
常に一定に保つようにバイアス電流が制御されている0 この様に光出力を一定にす多のは受信側で、元信号のS
/Nt−確保することの他に、レータ“ダイオードの寿
命の低下を防ぐためであるOこのレーザダイオードのバ
イアス電流には温度依存性があり、温度によりしきい値
電流が変動し、光出力を変化させる。
第2図はレーザダイオードをパラメータ圧し次バイアス
電流に対する光出力特性を示す図である。
図中、工は温度T3.しきい値電流りの光出力特性、■
は温度T!、しきい値電流i!の光出力特性を示す0こ
の場合T、は25℃、T、はT1+Δtである0 第2図において、温度T、の時、レーザダイオードのし
きい値電流11にて、伝送信号Aをレーザダイオードに
入力すると光出力I−1が出力される。
上記の光出力の最大値はP’l#最低値はp(11とな
る。この最低値pHlはレーザダイオードのしきい値電
流に対応し次元出力の値であり、この点よりレーザダイ
オードは微弱な発光を始める。
この光出力の最大値pl、と最小値Palとの比PI′
/P0.は、消光比と称せられ、レーザダイオードの光
出力信号の評価値にしている。そして、この消光比に受
信側の光信号のS/Nに対応している。
いま、レーザダイオードがバイアス−?E流11で動作
中温度がT、からT2に変動(この場合上昇する)する
と、しきい値電流i、からtl、に移動し、■に示す光
出力特性になり、光出力は図に示すll−1の如くにな
る。この時の光出力π−1の最大値はP′、となり温度
T、の最大値P′1 よυ減小し、最低値はPOIとな
る。
温度T、、’r宜の光出力の消光比を比較するとPal
     Pal となる。
この様に温度上昇と共に光出力は減小し、消光比は劣化
する。
以上説明した如く、レーザダイオード、q光出力特性及
びこの特性のしきい値電流が温度により変化する時、こ
のしきい値亀流に適合するバイアス電流が供給されない
と光出力が変動することになり、これにより光信号のS
/Nが低下することになる。
このために、温度変動により変動したしきい値電流に適
合するバイアス′亀流を整形し、このバイアス電流でレ
ーザダイオードの光出力を一部レベルにする無調整のレ
ーザダイオードの電力制御回路が要望される。
〔従来の技術〕
上記に説明し友如く、レーザダイオードの光出力特性及
びこの特性のしきい値電流には温度依存性があり、この
ためレーザダイオードは温度変動によりその光出力が変
動し、光信号のS /Nt−低下させている。このため
に従来ではレーザダイオードの温度変動による光出力の
変化の平均値と伝送信号の平均値とを比較し、そδ誤差
信号で、温度変動によって移動したしきい値に適合する
パイプ、スミ流を作り、このバイアス電流でレーザダイ
オードを制御する方法が用いられている。
上記の方法を以下、図に従って説明する。
第3図は従来例のレーザダイオードの自動電力制御回路
(以下APC回路と称す)の構成を示すブロック図であ
る。
図において、1はレーザダイオード、2は受光素子、3
,6は平均値回路、4は比較回路、5はバイアス電流回
路、7は[4勤回路、8は入力端子、9は光ファイバ、
(C]、はAPC回路のループを示す。
第3図において、第2図に示す伝送信号Aが入力端子8
よジ入力され、駆動回路7を経てレーザダイオード1に
入力する。この時のレーザダイオード1の温度T、−2
5℃、しきい値電流iIとする。
入力端子8の伝送信号の一部は平均値回路6にて、平均
値電圧V、に整形される。この平均値回路6及び後記の
受光素子2.平均値回路3の夫々の電気的特性は温度変
動によって変化しない。
一方、レーザダイオード1よシ出力される第2図に示す
しきい値゛電流iIにおける光出力I−1は光ファイバ
9と受光素子2に伝搬され、受光素子2の出力は平均値
回路3にて平均値電圧V、に整形されるや 平均値回路3,6の夫々より出力きれる平均値電圧v1
及びV、は比較回路4に入力される。
この場合、レーザダイオード1の温度が25℃のとき、
平均値回路3と平均値回路6の夫々の出力が同一になる
ように平均値回路6の出力が調整されている。
この場合、温度が25℃なので比較回路4より出力され
る誤差電圧V、〜V、はO(ゼロ)になムバイアン電流
回路5よシ以前と同じしきい値電流i、のバイアス電流
が出力され、レーザダイオード1を動作させる。
上記の平均値回路3及び6の調整は以下の理由によるも
のでちる。即ち、平均11C1回路3及び6の二つの回
路間にオフセットかちσ、これを25℃を標準にしてO
(ゼロ)になるようにオフセット調整する、必要がある
。その調整を特徴とする特許として、平均値回路3に入
力される受光素子2の出力波形は受光素子2の!特性に
より変化するので平均11■回路6に入力される伝送信
号Aの波形とが等しくない。
また、平均値回路を構成する素子、例えばダイオード、
抵抗等にバラツキがあるため平均値が異なる。
次に温度が25℃より25℃+Δtに変化すると、レー
ザダイオード1のしきい値電流11がらI!に変化する
ことになるので、このしきい値電流i′!に通合するバ
イアス電流の整形について説明する。
第3図において、前記同様に第2図に示す伝送信号がレ
ーザダイオード1に入力され、この時点での温度は25
℃+Δtになり、レーザダイオード1のしきい値電流は
i、である。
この時のレーザダイオード10光出カμ第2図11−1
に示す波形となり、受光素子2を経て平均位置F63に
入力される。
平均値回路3よ夕25℃+Δtの光出力IF−1に対応
した平均値電圧V、が出力さ比る。
この平均値電圧vsと平均値回路6の平均値電圧V、は
比較回路4に入力され、その誤差電圧■−V s f’
l A Li’ C回路ノ/’  7’ (C) ノ?
1ilHJIIK J: り0(ゼ0)になるようにバ
イアス電流+1.がバイアス電流回路5で整形され、こ
のバイアス電流i;にて25℃+Δtにおけるレーザダ
イオード1を動作させ、25℃と等しい光出力を出力す
る。
上記のAPC回路のループ(C)U以下のルート;レー
ザダイオード1→受光素子2→平均値回路3→比較回路
4→バイアスi+を流回路5→レーザダイオード11に
より構成きれる。
以上説明した如く、従来例では以下に述べる如き理由に
より平均値回路3.6の電気的特性が異なっている。
即ち、平均値回路3に入力する受光素子2の出力波形と
平均値回路6に入力する伝送信号Aの波形とが異なるた
め、平均値回路3.6の夫々の出力電圧が異なる。
平均値回路3.6の夫々の素子例えばダイオード、抵抗
等の電気的特性のバラツキがある。このために温度25
℃において信号を入力した時、平均値回路3,6間の平
均値出力が等しくなるように平均値回路の構成素子を調
整せねばならない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
以上説明した如く、従来のAPC回路では二つの平均値
回路の平均値出力が同一になるように調整を必要とする
問題点がある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の問題点に、レーザダイオードの出力をモニタし、
該モニタ出力によりレーザダイオードのバイアス電流を
制御して光出力を一定に保つ電力制御回路において、前
記レーザダイオードのモニタ出力の最低値を検出する最
低値検出回路と該最低値検出回路の出力を基準電圧と比
較する比較回路と該比較回路の出力でレーザダイオード
のバイアス電流を制御するバイアス電流回路とを有する
本発明のレーザダイオードの自動電力制御回路により解
決される。
〔作 用〕
本発明は温度変動したレーザダイオードの光出力の最低
値を検出し、この最低値をレーザダイオードのしきい値
電流に対応した光出力を基準にした基準電圧と比較し、
その比較誤差(/T号はAPC回路のループ制御によ、
す0(ゼロ)に人るようにバイアス電流を整形するので
、このAl’C回路には回路の調整を必要としない。
〔実施例〕
以下、図に従って本発明の実施t′AIを説明する0第
j図(a)は本発明の実施例のレーザダイオードのAP
C回路の構成を示すブロック図、第1図(b)はレーザ
ダイオードの温度が降下したときの光出力特性図、第1
図(C)μレーザダイオードの温度が上昇したときの元
屯力特性図を示す。なお、全図を通じ同一符号は同一対
象物を示し、図中、lOは最低値検出回路、11は比較
回路、12は基準電圧、13はバイアス4流回路、[:
B)はAPC回路のループを示す。
Hr、 119j(b)、 (c)を用いて、第115
g1(a)のレーザダイオードのAPC回路について説
明する。
i 1 [9(a)において、入力端子8に入力された
第1図(b)に示す伝送信号α)は駆動回路7を軒て温
度1+のレーザダイオード1に入力する。
レーザダイオード1の光出力は受光素子2を経て最低値
検出回路10に入力し、第1図(b)に示す光出力特性
■により出力される光出力の波形■の最低値PO,を検
出し比較回路111C入力する。
上記の最低値検出回路10は図示の如く、ダイオードD
11抵抗R,コンデンサCより結成されている〇 一方、比較回路11にはレーザダイオードのしきい値電
流に対応し次光出力t−基準にし次系準電圧12がセッ
トされ、前記最低値pH1はこの基準電圧12と比較さ
れ、その誤差信号はAPC回路のループCB)の制御に
より0(ゼロ)になるよう温K t *のレーザダイオ
ード1のしきい値電流I、に適合するバイアス電流i、
がバイアス回路12で整形され、このバイアス′越流i
、にてレーザダイオード1を動作し、常にレーザダイオ
ード1から一定レベルの光出力を出力する〇上記のAP
C回路のループ〔B)はレーザダイオード1→受光素子
2→最低値検出回路10→比較回路11→バイアス電流
回路12→レーザダイオτド1の帰還ループにより惜成
される。
第1図(a)において、温度が1.よりt!に降下した
時の光出力について、第1図(b)の波形に従って説明
する。
レーザダイオードの温度がt、のとき、入力端子9に入
力し九第1図(b)に示す伝送信号■は駆動回路8を経
てレーザダイオードに入力する◇この時のレーザダイオ
ード10光出力■は第1図(b)に示す光出力特性0)
によって出力される。この時のレーザダイオード1のし
きい値゛漏流1%のバイアス電流は11である。このレ
ーザダイオードlの温度が1.より1.に変化すると、
レーザダイオード1のしきい値電流は第1図(b)に示
す1゜となり、その光出力特性は(ロ)になる。この光
出力特性(ロ)によシ光出力■が作られる。
この光出力■の最大値は、Pl、最低値はRotとなる
。この最低値Pot B第1図(a)において、前記と
同様の手法によ5最低値検出回路10で検出され、比較
回路11にて基*[圧12と比較され、その誤差信号P
6$ −Po*はAPC回路のループCB)の制御によ
り誤差分が0(ゼロ)になるように温度t、のレーザダ
イオード1のしきい値i、に適合するバイアス′心流i
、がバイアス回路12で整形され、このバイアス回路流
l!にてレーザダイオード1を動作させると、第゛1図
(b)の光出力特性(ロ)より光出力■が出力される。
光出力■の最大値はPj、最低値pH1となる。
々等しいので、光出力■と■とは等しくなり、従って消
光比 も等しくなる。
次に温度が1.から1jに上昇したときの光出力につい
て、第1図(C)に従って説明する。
第1図(e)の光計力特性■において、温度F+しきい
値電流11のとき、その光出力は前記の如く波形■とな
る。ここで温度がtiからtaに変化すると、“しきい
値電流りからi、に変化し、光出力特性は■からθに変
わる。ただし、この時点でバイアス電流は[1であるの
で、伝送信号■は光出力特性θにより光出力■となって
レーザダイオード1より出力される0 この光出力■の最低値pH4は第1図(a)において受
光素子2を任、最低値検出回路10にて最低値pH4が
検出され、前記と同じ手法で比較回路11にて基*1J
L圧12と比較され、その誤差信号pot”−pH4は
前記の如(APC回路のループCB)の制御によタバイ
アン電流回路13にてしきい値電流11のバイアス電流
imが整形され、このバイアス電流1sでレーザダイオ
ード1が動作し、第1図(0)に示す光出力特性θによ
υ光出力■を出力する。
この光出力■の最大値はP、、最低値はPo1とな石。
この場合も、しきい値電流isKは適合したバイアス電
流i1がかかっているので、前記のクロ〈光出力物性■
とθは同一傾斜になり、夫々の清元比は PI    F! POI    POI の如く等しくなる。
以上の如く、温度の変動に際し、APC回路のループC
B)の1IIIIIII41系において変化した光出力
の最低値を検出し、この最低値検出信号としきい値′電
流に対応した光出力を基準にした基準電圧とを比較して
温度&動により変化したしきい値に適合したバイアス電
流を整形し、レーザダイオード10元出力を一定にする
以上説明した如く、第1図(a)のAPC回路では調整
部分がないので取扱いが簡単である。
〔発明の効果〕
以上#f−細にa明した如く本発明によれば、温度変化
があっても調整を行うことなく一定の大きさの光出力を
出力することが出来る効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は本発明のレーザダイオードの自動電力制
御回路の構成を示すブロック図、第1図(b)。 (e)はレーザダイオードの光出力特性図、第2図はレ
ーザダイオードの温度をパラメータにした光出力特性図
、第3図は従来例のレーザダイオードの自動電力制御回
路の構成を示すブロック図を示す。 図中、1はレーザダイオード、2゛は受光素子、3、6
は平均値回路、4は比較回路、5はバイアス電流回路、
7に駆動回路、8は入力端子、9は元ファイバ、10は
最低値検出回路、11は比較回路、12は基準電圧、1
3はバイアス電流回路を示す。 ′y−l唄<a> 酪l酊Cb) 本l町(c) 寮2@

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. レーザダイオードの出力をモニタし、該モニタ出力によ
    りレーザダイオードのバイアス電流を制御して光出力を
    一定に保つ電力制御回路において、前記レーザダイオー
    ドのモニタ出力の最低値を検出する最低値検出回路と該
    最低値検出回路の出力を基準電圧と比較する比較回路と
    該比較回路の出力でレーザダイオードのバイアス電流を
    制御するバイアス電流回路とを有することを特徴とする
    レーザダイオードの自動電力制御回路。
JP15661684A 1984-07-27 1984-07-27 レ−ザダイオ−ドの自動電力制御回路 Pending JPS6135584A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998018222A1 (en) * 1996-10-18 1998-04-30 Hitachi, Ltd. Optical transmitter and optical transmission system
WO1998018221A1 (en) * 1996-10-18 1998-04-30 Hitachi, Ltd. Optical transmitter and optical transmission system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998018222A1 (en) * 1996-10-18 1998-04-30 Hitachi, Ltd. Optical transmitter and optical transmission system
WO1998018221A1 (en) * 1996-10-18 1998-04-30 Hitachi, Ltd. Optical transmitter and optical transmission system

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