JPS6156636B2 - - Google Patents
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- JPS6156636B2 JPS6156636B2 JP17604480A JP17604480A JPS6156636B2 JP S6156636 B2 JPS6156636 B2 JP S6156636B2 JP 17604480 A JP17604480 A JP 17604480A JP 17604480 A JP17604480 A JP 17604480A JP S6156636 B2 JPS6156636 B2 JP S6156636B2
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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
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、レーザダイオードの光出力を安定
化するレーザダイオードのバイアス回路に関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a laser diode bias circuit that stabilizes the optical output of a laser diode.
従来この種の装置として第１図に示すものがあ
つた。。図において１はレーザダイオード、２は
レーザダイオード１の光出力の一部を光導波路９
を通して受光するホトダイオード、３および１０
はダーリントン接続されたNPNのトランジスタ
で、その後段トランジスタ３のコレクタは抵抗４
を介してレーザダイオード１のカソードに接続さ
れ、また初段トランジスタ１０のベースにはホト
ダイオード２のカソードおよび抵抗５、コンデン
サ６の一端がそれぞれ接続されている。７は直流
電源でそのプラス側にはレーザダイオード１のア
ノードおよび抵抗５の他端が、またマイナス側に
はホトダイオード２のアノード、トランジスタ３
のエミツタおよびコンデンサ６の他端がそれぞれ
接続されている。８はレーザダイオード１のカソ
ード側に接続された変調信号の入力端子である。 A conventional device of this type is shown in FIG. . In the figure, 1 is a laser diode, and 2 is a part of the optical output of the laser diode 1 that is connected to an optical waveguide 9.
photodiodes, 3 and 10, which receive light through
is a Darlington-connected NPN transistor, and the collector of the subsequent transistor 3 is connected to a resistor 4.
The cathode of the photodiode 2 and one ends of a resistor 5 and a capacitor 6 are connected to the base of the first stage transistor 10, respectively. Reference numeral 7 denotes a DC power supply, on its positive side the anode of the laser diode 1 and the other end of the resistor 5, and on its negative side the anode of the photodiode 2 and the transistor 3.
The emitter of and the other end of the capacitor 6 are connected to each other. 8 is a modulation signal input terminal connected to the cathode side of the laser diode 1.
第１図において、ホトダイオード２を流れる電
流Ｉpは、
Ｉp＝aL＝aLmDpp―p (1)
で示される。ここで、ａはホトダイオードの受光
感度、Ｌは光導波路９によるレーザダイオード１
とホトダイオード２の結合率、ｍ，Ｄはデイジタ
ル変調信号のマーク率およびデユーテイ比、Ｐp
―ｐはレーザダイオード１の光出力ピーク・ピー
ク値、は平均光出力である。また、レーザダイ
オード１の光出力ピーク・ピークＰp―pは
Ｐp―p＝α（Ｉp―p＋ＩL−Ｉ+h）
（ＩL≦Ｉ+h） (2)
で示され、αはレーザダイオードの電流―光変換
効率、ＩLはバイアス電流、Ｉp―pは変調電流ピ
ーク・ピーク値、Ｉ+hは発振しきい値電流であ
る。 In FIG. 1, the current I p flowing through the photodiode 2 is expressed as I p =aL=aLmDp p - p (1). Here, a is the light receiving sensitivity of the photodiode, and L is the laser diode 1 by the optical waveguide 9.
and the coupling rate of photodiode 2, m and D are the mark rate and duty ratio of the digital modulation signal, P p
- p is the optical output peak-to-peak value of laser diode 1, and p is the average optical output. Also, the optical output peak P p - p of laser diode 1 is P p - p = α (I p - p + I L - I +h )
(I L ≦I +h ) (2) where α is the current-light conversion efficiency of the laser diode, I L is the bias current, I p - p is the modulation current peak-to-peak value, and I + h is the oscillation. This is the threshold current.
ＩL＝β（Ｉp−Ｉp） (3)
βはトランジスタ３，１０からなる増幅器の電
流増幅率である。 I L =β(I p −I p ) (3) β is the current amplification factor of the amplifier composed of transistors 3 and 10.
Ｉp＝ＶＥＥ−２ＶＢＥ／Ｒ５ (4)
ＶEEは電源(7)の電圧値、ＶBEはトランジスタ
３，１０のベース・エミツタ間電圧、R5は抵抗
５の抵抗値である。式(1)，(2)，(3)より
＝ｍＤα（Ｉｐ−ｐ＋βＩｐ−Ｉ＋ｈ）／１＋ａ
ＬｍＤαβ(5)
となる。ここで、β≫１とすると、
≒Ｉｐ／ａＬ (6)
となり、発振しきい値電流Ｉ+hの温度変化等に対
して一定に制御された平均光出力が得られ、この
平均光出力はマーク率ｍ、デユーテイ比Ｄには無
関係に定まる。このとき光出力ピーク・ピーク値
は
Ｐp-p＝Ｉｐ／ａＬｍＤ (7)
であり、同様に一定値に制御される平均光出力の
設定は式(4)で与えられる基準電流値Ｉpの調整に
より行う。しかし、マーク率ｍ、デユーテイ比Ｄ
が変化するとＰp-pは変化する。 I p =V EE -2V BE /R 5 (4) V EE is the voltage value of the power supply (7), V BE is the base-emitter voltage of the transistors 3 and 10, and R 5 is the resistance value of the resistor 5. From formulas (1), (2), and (3) = mDα(I p−p +βI p −I +h )/1+a
LmDαβ(5). Here, if β≫1, then ≒I p /aL (6), and an average optical output that is controlled constant against temperature changes in the oscillation threshold current I +h is obtained, and this average optical output is determined independently of the mark rate m and the duty ratio D. At this time, the light output peak-to-peak value is P pp =I p /aLmD (7), and the average light output, which is similarly controlled to a constant value, can be set by adjusting the reference current value I p given by equation (4). This is done by However, mark rate m, duty ratio D
When P pp changes, P pp changes.
従来のレーザダイオードのバイアス回路は、変
調信号のマーク率およびデユーテイ比が変化した
場合、平均光出力は一定値に制御されるが、光パ
ルスピーク値は変化するという欠点があつた。 Conventional laser diode bias circuits have the disadvantage that when the mark rate and duty ratio of a modulation signal change, the average optical output is controlled to a constant value, but the optical pulse peak value changes.
この発明は、基準電流値を変調信号の平均値に
より制御することにより、変調信号のマーク率３
デユーテイ比の変化に対しても光パルスピーク値
を一定値にできるレーザダイオードのバイアス回
路を提供することを目的としている。 In this invention, by controlling the reference current value by the average value of the modulation signal, the mark rate of the modulation signal is 3.
It is an object of the present invention to provide a bias circuit for a laser diode that can maintain a light pulse peak value at a constant value even when the duty ratio changes.
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第２図において、符号１〜１０は従来の第１
図のものと同一である。１２は差動増幅器、１３
は基準電圧供給端子、１４は抵抗、１５はコンデ
ンサ、１６は変調信号（電圧信号）は供給端子で
ある。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 2, symbols 1 to 10 are conventional first
It is the same as the one shown in the figure. 12 is a differential amplifier, 13
1 is a reference voltage supply terminal, 14 is a resistor, 15 is a capacitor, and 16 is a modulation signal (voltage signal) supply terminal.
第２図において、抵抗１４，コンデンサ１５は
端子１６に供給される変調信号を平均化し、直流
電圧Ｖsを出力する。 In FIG. 2, a resistor 14 and a capacitor 15 average the modulation signal supplied to a terminal 16, and output a DC voltage Vs.
Ｖs＝mDvp-p＋Ｖp (8)
ここで、ｖp-p，Ｖpは変調信号のピーク・ピー
ク値およびバイアス値である。差動増幅器１２は
基準電圧Ｖrと信号の平均値Ｖsの入力の差を増幅
し、ホトダイオード２のバイアス電圧ＶBを出力
する。このバイアス電圧ＶBは
ＶB＝Ｇ（Ｖs−Ｖr）
＝Ｇ（mDvp-p＋Ｖp−Ｖr） (9)
なお、Ｇは差動増幅器１２の利得である。このと
き、トランジスタ３，１０に対する基準電流Ｉp
は
Ｉp＝ＶＢ−２ＶＢＥ／Ｒ５ (10)
＝Ｇ（ｍＤｖｐ−ｐ＋Ｖｐ−Ｖｒ）−２ＶＢＥ／Ｒ
５(11)
したがつて、式(7)より光パルスピーク・ピーク値
は
Ｐp-p＝
１／ａＬｍＤＲ５
｛Ｇ（mDvp-p＋Ｖp−Ｖr）−2VBE｝ (12)
式(11)において
Ｇ（Ｖp−Ｖr）＝2VBE (13)
と設定すれば
Ｐp-p＝Ｇｖｐ−ｐ／ａＬＲ５ (14)
となり、変調信号のマーク率，デユーテイ比と無
関係に光パルスピーク値が定まる。式（13）の条
件は
Ｖr＝Ｖp−２ＶＢＥ／Ｇ (15)
とＶrを設定することにより満足される。差動増
幅器(12)の利得は式（14）より
Ｇ＝ａＬＰｐ−ｐ／（ｖｐ−ｐ／Ｒ５）(16)
と設定すればよい。 V s =mDv pp +V p (8) Here, v pp and V p are the peak-to-peak value and bias value of the modulation signal. The differential amplifier 12 amplifies the input difference between the reference voltage V r and the average value V s of the signal, and outputs the bias voltage V B of the photodiode 2 . This bias voltage V B is V B =G (V s - V r ) = G (mDv pp +V p - V r ) (9) where G is the gain of the differential amplifier 12. At this time, the reference current I p for transistors 3 and 10
I p =V B -2V BE /R 5 (10) = G (mDv p-p +V p -V r ) -2V BE /R
5 (11) Therefore, from equation (7), the optical pulse peak value is P pp = 1/aLmDR 5 {G(mDv pp +V p −V r )−2V BE } (12) In equation (11) If we set G (V p - V r ) = 2V BE (13), then P pp = Gv p-p /aLR 5 (14), and the optical pulse peak value is determined regardless of the mark rate and duty ratio of the modulation signal. . The condition of equation (13 ) is satisfied by setting V r =V p -2V BE /G (15). The gain of the differential amplifier (12) may be set as follows from equation (14): G=aLP pp /(v pp /R 5 ) (16).
なお、上記実施例において、変調信号振幅が大
きい場合には差動増幅器の利得は１以下でよい場
合もあり、この場合は差動増幅器の代りに抵抗回
路で構成することも可能である。 In the above embodiment, if the modulation signal amplitude is large, the gain of the differential amplifier may be 1 or less, and in this case, a resistor circuit may be used instead of the differential amplifier.
以上のように、この発明によれば負帰還による
レーザダイオードのバイアス制御回路の基準値を
変調信号の平均値により制御することにより、変
調信号マーク率、デユーテイ比の変化に対しても
光出力パルスピーク値を一定に制御できる効果が
ある。 As described above, according to the present invention, by controlling the reference value of the laser diode bias control circuit using negative feedback using the average value of the modulation signal, the optical output pulse can be adjusted even when the modulation signal mark rate and duty ratio change. This has the effect of controlling the peak value to a constant level.
第１図は従来のレーザダイオードのバイアス回
路の回路構成図を示す。第２図はこの発明の一実
施例によるレーザダイオードのバイアス回路の回
路構成図を示す。図中、１はレーザダイオード、
２はホトダイオード、３および１０はトランジス
タ増幅器、１２は差動増幅器、１３は基準電圧供
給端子、１４は抵抗、１５はコンデンサ、１６は
変調信号供給端子である。なお、図中、同一符号
は同一、又は相当部分を示す。
FIG. 1 shows a circuit diagram of a conventional laser diode bias circuit. FIG. 2 shows a circuit diagram of a bias circuit for a laser diode according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a laser diode,
2 is a photodiode, 3 and 10 are transistor amplifiers, 12 is a differential amplifier, 13 is a reference voltage supply terminal, 14 is a resistor, 15 is a capacitor, and 16 is a modulation signal supply terminal. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.
Claims (1)
ザダイオードにバイアス電流を供給し、そのレー
ザダイオードの光出力の一部を上記増幅器の入力
側に設けられたホトダイオードに帰還し、その受
光電流を上記増幅器に入力することにより上記レ
ーザダイオードの光出力の安定化を図るものにお
いて、上記レーザダイオードの変調信号の平均値
電圧により上記ホトダイオードのバイアス電圧を
供給することを特徴とするレーザダイオードのバ
イアス回路。1. A bias current is supplied to a laser diode from an amplifier whose input side is grounded AC, a part of the optical output of the laser diode is fed back to a photodiode provided on the input side of the amplifier, and the received light current is sent to the amplifier. A bias circuit for a laser diode, characterized in that a bias voltage for the photodiode is supplied by an average value voltage of a modulation signal of the laser diode, in which the optical output of the laser diode is stabilized by inputting the voltage to the laser diode.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17604480A JPS5797691A (en) | 1980-12-10 | 1980-12-10 | Bias circuit for laser diode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17604480A JPS5797691A (en) | 1980-12-10 | 1980-12-10 | Bias circuit for laser diode |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5797691A JPS5797691A (en) | 1982-06-17 |
| JPS6156636B2 true JPS6156636B2 (en) | 1986-12-03 |
Family
ID=16006731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17604480A Granted JPS5797691A (en) | 1980-12-10 | 1980-12-10 | Bias circuit for laser diode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5797691A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3706572A1 (en) * | 1987-02-28 | 1988-09-08 | Philips Patentverwaltung | CONTROL OF LASER DIODES |
| JPH06152027A (en) * | 1992-11-12 | 1994-05-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Semiconductor laser drive circuit |
| US5953690A (en) * | 1996-07-01 | 1999-09-14 | Pacific Fiberoptics, Inc. | Intelligent fiberoptic receivers and method of operating and manufacturing the same |
-
1980
- 1980-12-10 JP JP17604480A patent/JPS5797691A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5797691A (en) | 1982-06-17 |
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