JPS6163071A - レ−ザの駆動電流の制御回路 - Google Patents
レ−ザの駆動電流の制御回路Info
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- JPS6163071A JPS6163071A JP60144067A JP14406785A JPS6163071A JP S6163071 A JPS6163071 A JP S6163071A JP 60144067 A JP60144067 A JP 60144067A JP 14406785 A JP14406785 A JP 14406785A JP S6163071 A JPS6163071 A JP S6163071A
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- Japan
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- signal
- laser
- current
- modulation
- drive current
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Lasers (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は注入レーザの駆動電流の変調成分を制御する回
路に関するものである。
路に関するものである。
例えばアイ・イー・イー・イートランザクションズ オ
ン コミユニケーションズ(IEεεTransact
ions on Communications)第C
am−26巻第7号1978年7月第1088〜98頁
から変調電流分を制御して光出力パワーの最大値と最少
値との差を安定化し、バイアス電流分を制御して最少光
出力パワーを安定化することが知られている。
ン コミユニケーションズ(IEεεTransact
ions on Communications)第C
am−26巻第7号1978年7月第1088〜98頁
から変調電流分を制御して光出力パワーの最大値と最少
値との差を安定化し、バイアス電流分を制御して最少光
出力パワーを安定化することが知られている。
またオランダ国公開特許願第7803125号明細書か
ら変調電流分を制御して最大又は平均光出力パワーを安
定化することも既知である。更に例えば[第4回欧州光
フアイバ通信会議J (the 4thEuropea
n Conference on ロptica
l FiberComn+unication)、
ジェノバ、 1978年9月12日〜151)第43
8〜48頁からバイアス電流分を制御することにより平
均光出力パワーを安定化させることも既知である。
ら変調電流分を制御して最大又は平均光出力パワーを安
定化することも既知である。更に例えば[第4回欧州光
フアイバ通信会議J (the 4thEuropea
n Conference on ロptica
l FiberComn+unication)、
ジェノバ、 1978年9月12日〜151)第43
8〜48頁からバイアス電流分を制御することにより平
均光出力パワーを安定化させることも既知である。
レーザの光出力信号をアナログ変調信号、例えばテレビ
ジョンビデオ信号により変調する際はレーザをレーザ特
性曲線の直線部にセットし、駆動電流を制御してここに
保ち続ける必要がある。
ジョンビデオ信号により変調する際はレーザをレーザ特
性曲線の直線部にセットし、駆動電流を制御してここに
保ち続ける必要がある。
しかし従来の駆動電流の制御回路にはレーザの使用経過
時間が長くなると被変調先出力信号に含まれる非直線歪
みが大きくなるという欠点があった。
時間が長くなると被変調先出力信号に含まれる非直線歪
みが大きくなるという欠点があった。
本発明の目的はレーザの光出力信号を直線変調する場合
に使用するのに適した制御回路を提供するにある。
に使用するのに適した制御回路を提供するにある。
本発明によれば注入レーザの駆動電流の変調成分を制御
する回路において前記回路に、レーザの光出力信号から
取り出された信号に含まれる、ほぼ一定振幅の変調電流
分内に含まれる少なくとも2個の信号の相互変調積信号
を検出して制御信号を発生する検出装置と、上記制御信
号を基準信号と比較して誤差信号を形成する装置と、上
記誤差信号に応答してレーザ駆動電流の前記成分の強さ
を制御する制御装置とを設けたことを特徴とする。
する回路において前記回路に、レーザの光出力信号から
取り出された信号に含まれる、ほぼ一定振幅の変調電流
分内に含まれる少なくとも2個の信号の相互変調積信号
を検出して制御信号を発生する検出装置と、上記制御信
号を基準信号と比較して誤差信号を形成する装置と、上
記誤差信号に応答してレーザ駆動電流の前記成分の強さ
を制御する制御装置とを設けたことを特徴とする。
図面につき本発明とその利点とを説明する。
光出力パワーPとレーザ内を流れる電流Iとの間の関係
を示すレーザ特性は周囲温度とレーザの使用経過時間と
に依存して変ってくる。第1図には1個のレーザについ
ての3個の特性曲線Kl、に2およびに3が示されてい
るが、この場合周囲温度および/又はレーザの使用経過
時間とはKl、 K2. K3の順に高く及び/又は長
くなっている。動作範囲は電気−光変換が光出力につい
ての成る種の条件を満足するように調整する必要がある
。これは例えば光出力をPlとP2との間に納めるには
特性曲線に1の場合は電流を111と121との間にと
り、特性曲線に3の場合は+ 13と123との間にセ
ットすべきことを意味する。それ故特性が変化した場合
は動作レンジの調整をやり直すことが必要となる。
を示すレーザ特性は周囲温度とレーザの使用経過時間と
に依存して変ってくる。第1図には1個のレーザについ
ての3個の特性曲線Kl、に2およびに3が示されてい
るが、この場合周囲温度および/又はレーザの使用経過
時間とはKl、 K2. K3の順に高く及び/又は長
くなっている。動作範囲は電気−光変換が光出力につい
ての成る種の条件を満足するように調整する必要がある
。これは例えば光出力をPlとP2との間に納めるには
特性曲線に1の場合は電流を111と121との間にと
り、特性曲線に3の場合は+ 13と123との間にセ
ットすべきことを意味する。それ故特性が変化した場合
は動作レンジの調整をやり直すことが必要となる。
主たる変化はしきい値電流[thの値と、特性曲線の直
線部(シ)の勾配と、自然放出の領域と直線領域との間
にある遷移領域を形成する遷移部(S)の曲線とにある
。
線部(シ)の勾配と、自然放出の領域と直線領域との間
にある遷移領域を形成する遷移部(S)の曲線とにある
。
このレーザをアナログ変調信号で変調すると、レーザ特
性曲線が直線でない部分で非線形歪みを生ずる。そして
特性の変化によりしきい値電流Ithでめ彎曲がなだら
かになると非直線歪みが大きくなる。
性曲線が直線でない部分で非線形歪みを生ずる。そして
特性の変化によりしきい値電流Ithでめ彎曲がなだら
かになると非直線歪みが大きくなる。
第2図はライン同期信号と音声搬送波とを含むテレビジ
ョンビデオ信号でレーザを変調するところを示す。図示
したようにバイアス電流Ibにビデオ信号[Vが加わっ
ている。バイアス電流1bは温度又はレーザの使用経過
時間の増大に応じてしきい値電流1thが大きくなる時
ライン同期パルスのピークがレーザの動作レンジを特性
曲線の彎曲部Sに持ち込むように調整する。こうすると
ビデオ信号の非直線歪みが生ずる。
ョンビデオ信号でレーザを変調するところを示す。図示
したようにバイアス電流Ibにビデオ信号[Vが加わっ
ている。バイアス電流1bは温度又はレーザの使用経過
時間の増大に応じてしきい値電流1thが大きくなる時
ライン同期パルスのピークがレーザの動作レンジを特性
曲線の彎曲部Sに持ち込むように調整する。こうすると
ビデオ信号の非直線歪みが生ずる。
このような変調の場合平均光出力パワーの方はバイアス
電流1bを制御することにより既知の態様で安定化させ
ることができる。この場合バイアス電流1bはしきい値
電流1thの増大に適合させる。
電流1bを制御することにより既知の態様で安定化させ
ることができる。この場合バイアス電流1bはしきい値
電流1thの増大に適合させる。
しかししきい値電流1thが大きくなると遷移部Sの範
囲が広くなり、このため非直線歪みが大きくなる。
囲が広くなり、このため非直線歪みが大きくなる。
光出力パワーの変調の直線性についての成る種の要求を
恒常的に満足させるためには、ほぼ一定の振幅を有する
変調信号内に含まれている2個の信号の相互変調積信号
を検出し、そこから制御信号を取り出し、この制御信号
を用いて非直線歪みが許容できる限界内に納まるように
レーザの調整を適合させる。
恒常的に満足させるためには、ほぼ一定の振幅を有する
変調信号内に含まれている2個の信号の相互変調積信号
を検出し、そこから制御信号を取り出し、この制御信号
を用いて非直線歪みが許容できる限界内に納まるように
レーザの調整を適合させる。
レーザの変調信号が搬送波の周波数又は振幅をテレビジ
ョン信号で変調させである複数個の周波数積み重ね(f
requency−stacked)信号である場合
は変調の線形性を十分確保することが大事である。
ョン信号で変調させである複数個の周波数積み重ね(f
requency−stacked)信号である場合
は変調の線形性を十分確保することが大事である。
この場合変調信号に低周波の補助信号を加えてその相互
変調の目安とすることができる。
変調の目安とすることができる。
■
第3図は低周波補助信号を用いる制御回路を示し、ここ
ではレーザーの変調電流は非直線歪みが生起した時それ
に応じて制御される。
ではレーザーの変調電流は非直線歪みが生起した時それ
に応じて制御される。
夫々の基本周波数が例えばI KHzと2 KHzとで
ある2個の二進信号el (t)及びe2(t) (
第4図)。
ある2個の二進信号el (t)及びe2(t) (
第4図)。
が補助信号である。これらの二進信号el (t)及び
e2 (t) は信号発生器13て発生し、信号加算装
置14で信号入力端子I5に印加された情報信号に加え
合わされる。
e2 (t) は信号発生器13て発生し、信号加算装
置14で信号入力端子I5に印加された情報信号に加え
合わされる。
この情報信号と補助信号との和は可変利得増幅器16に
入り、出力端子から変調電流Ivを出力する。
入り、出力端子から変調電流Ivを出力する。
この変調電流Ivに信号加算回路17でバイアス電流1
.を加算し、和の電流をレーザ°Iに印加する。
.を加算し、和の電流をレーザ°Iに印加する。
1言号el (t)及びe2(t)の半値振幅和を第4
図に示す。第5図はどのようにしてレーザの光出力信号
が変調電流分Ivにより変調されるかを示す。
図に示す。第5図はどのようにしてレーザの光出力信号
が変調電流分Ivにより変調されるかを示す。
なお変調電流分Ivは情報信号と信号el(t)及びe
2 (t) との和から成る。この図によればレーザ
特性曲線の曲線BSでは直線部りに比較して光出力信号
の包絡線の非対称なひずみが生じている。
2 (t) との和から成る。この図によればレーザ
特性曲線の曲線BSでは直線部りに比較して光出力信号
の包絡線の非対称なひずみが生じている。
レーザ特性曲線の遷移部Sでこれらの補助信号el(t
) と62 (t) との相互変調が生ずる。この
相互変調信0の相当の部分は積e3(t) =el(
t)・e2 (t)(第4図)に比例する成分から成る
。この相互変調成分は可変利得増幅器16の利得を制御
して被変調出力信号に含まれる非線形歪みが許容限界内
に納まるようにするのに利用することができる。
) と62 (t) との相互変調が生ずる。この
相互変調信0の相当の部分は積e3(t) =el(
t)・e2 (t)(第4図)に比例する成分から成る
。この相互変調成分は可変利得増幅器16の利得を制御
して被変調出力信号に含まれる非線形歪みが許容限界内
に納まるようにするのに利用することができる。
この目的で光感応検出器5の出力信号をI KHzに同
調させである帯域通過フィルタ18に印加する。
調させである帯域通過フィルタ18に印加する。
次に種変調器(prodnct modnlatorH
9で帯域通過フィルタ18の出力信号に信号e3 (t
)を乗算する。
9で帯域通過フィルタ18の出力信号に信号e3 (t
)を乗算する。
その結集積度調器19の出力端子には値がレーザの光出
力信号内の成分el (t)・e2 (t> の値に比
例するDC成分が現われる。
力信号内の成分el (t)・e2 (t> の値に比
例するDC成分が現われる。
この種変調器19の出力信号を演算増幅器200反転入
力端子に印加する。この演算増幅器20の非反転入力端
子にはレーザ出力の許容し得る非直線歪みの目安となる
基準電圧Vr@r 3を印加する。演算増幅器20の出
力端子からは種変調器19の出力信号と基準電圧v71
3との差から得られる誤差信号が現われる。この誤差信
号で可変利得増幅器16の利得を制御し、光出力信号に
含まれる非直線歪みを所定の限界内に納める。
力端子に印加する。この演算増幅器20の非反転入力端
子にはレーザ出力の許容し得る非直線歪みの目安となる
基準電圧Vr@r 3を印加する。演算増幅器20の出
力端子からは種変調器19の出力信号と基準電圧v71
3との差から得られる誤差信号が現われる。この誤差信
号で可変利得増幅器16の利得を制御し、光出力信号に
含まれる非直線歪みを所定の限界内に納める。
光感応検出器5の出力信号に含まれる相互変調成分eH
t)・e2 (t)を検出し易くするため第1に検出器
出力信号の成分el (t)及びe2(t)を信号発生
器13からの信号el (j)及びe2(t) により
キャンセルするのが望ましいこともある。
t)・e2 (t)を検出し易くするため第1に検出器
出力信号の成分el (t)及びe2(t)を信号発生
器13からの信号el (j)及びe2(t) により
キャンセルするのが望ましいこともある。
第3図に従って非直線歪みに応じて変調電流を制御した
効果をバイアス電流■、としきい値電流rthとの比の
関数として第6図に示した。この第6図はバイアス電流
I、がしきい値電流Ithに対して小さくなる時信号強
度が若干犠牲になるとはいえ(曲線A)、第2高調波歪
みが制御回路のお陰で低く保たれる(曲線C)ことを示
す。制御回路がない場合は第2高調波歪みが相当に大き
くなる(曲線B)。
効果をバイアス電流■、としきい値電流rthとの比の
関数として第6図に示した。この第6図はバイアス電流
I、がしきい値電流Ithに対して小さくなる時信号強
度が若干犠牲になるとはいえ(曲線A)、第2高調波歪
みが制御回路のお陰で低く保たれる(曲線C)ことを示
す。制御回路がない場合は第2高調波歪みが相当に大き
くなる(曲線B)。
レーザ1のバイアス電流I、を既知の態様で制御して平
均光出力パワーを一定に保つうにすることができる。こ
の時バイアス電流1’bは温度及び/又はレーザの使用
経過時間が増してしきい値電流1t)+が大きくなるの
に追従させる。この目的で第3図の回路内の光感応検出
器5の出力信号を低域フィルタ21に通し、電流源出力
端子を有する演算増幅器22の反転入力端子に印加する
。演算増幅器22の非反転入力端子には所望の平均光出
力の目安となる基準電圧Vr!r4を印加する。この2
つの信号の差信号から演算増幅器22のバイアス電流I
、を導き出し、このバイアス電流I、を信号加算回路1
7で変調電流1vに印加する。
均光出力パワーを一定に保つうにすることができる。こ
の時バイアス電流1’bは温度及び/又はレーザの使用
経過時間が増してしきい値電流1t)+が大きくなるの
に追従させる。この目的で第3図の回路内の光感応検出
器5の出力信号を低域フィルタ21に通し、電流源出力
端子を有する演算増幅器22の反転入力端子に印加する
。演算増幅器22の非反転入力端子には所望の平均光出
力の目安となる基準電圧Vr!r4を印加する。この2
つの信号の差信号から演算増幅器22のバイアス電流I
、を導き出し、このバイアス電流I、を信号加算回路1
7で変調電流1vに印加する。
第4図に示す信号el (t)及びe2 (t)以外の
信号を補助信号の相互変調の測定に基づく制御回路で補
助信号として用いることもできる。原理的には正弦波補
助信号を用いることもできるが、集積回路では正弦波信
号を発生させるよりも二進信号を発生させる方が簡単で
ある。
信号を補助信号の相互変調の測定に基づく制御回路で補
助信号として用いることもできる。原理的には正弦波補
助信号を用いることもできるが、集積回路では正弦波信
号を発生させるよりも二進信号を発生させる方が簡単で
ある。
補助信号eHt)及びe2(t)が次の性質を有するこ
とが望ましい。
とが望ましい。
(el(t) +e2(t) ) ・el(t) ・
e2(t)dt=o (i)el (t) ・e2 (
t) dt=0 (2)(el(
t) ・e2(t) ) ・el(t) ・e2(t
)dt=0 (3)上式で積分は一方又は他方の補助信
号の奇数の周期に亘ってとる。性質(1)により相互変
調成分eHt)・e2 (t)の検出が簡単になる。性
質(2)により種変調器19が搬送波の漏洩によりoc
酸成分生ずるのが防がれる。性質(3)により種変調器
19での相関にょって相互変調1言号を検出できるよう
になる。
e2(t)dt=o (i)el (t) ・e2 (
t) dt=0 (2)(el(
t) ・e2(t) ) ・el(t) ・e2(t
)dt=0 (3)上式で積分は一方又は他方の補助信
号の奇数の周期に亘ってとる。性質(1)により相互変
調成分eHt)・e2 (t)の検出が簡単になる。性
質(2)により種変調器19が搬送波の漏洩によりoc
酸成分生ずるのが防がれる。性質(3)により種変調器
19での相関にょって相互変調1言号を検出できるよう
になる。
第1図はレーザの特性曲線の図、
第2図は光出力信号を変調するところを示す説明図、
第3図は本発明を具体化した制御回路のブロック図、
第4図は第3図の制御回路内に生ずる各種信号の波形図
、 第5図は第3図の制御回路を用いる時の光出力信号の変
調を示す説明図、 第6図は非直線歪みが制御回路によりどのように小さく
なるかを示した説明図である。 13・・・二進信号発生器 14、17・・・信号加算装置 15・・・情報信号入力端子 16− 可変利得増幅器
、 第5図は第3図の制御回路を用いる時の光出力信号の変
調を示す説明図、 第6図は非直線歪みが制御回路によりどのように小さく
なるかを示した説明図である。 13・・・二進信号発生器 14、17・・・信号加算装置 15・・・情報信号入力端子 16− 可変利得増幅器
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、注入レーザの駆動電流の変調成分を制御する回路に
おいて、前記回路に、レーザの光出力信号から取り出さ
れた信号に含まれる、ほぼ一定振幅の変調電流分内に含
まれる少なくとも2個の信号の相互変調積信号を検出し
て制御信号を発生する検出装置と、上記制御信号を基準
信号と比較して誤差信号を形成する装置と、上記誤差信
号に応答してレーザ駆動電流の前記成分の強さを制御す
る制御装置とを設けたことを特徴とするレーザの駆動電
流の制御回路。 2、2個の二進補助信号を変調電流分に挿入する装置を
設けたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のレ
ーザの駆動電流の制御回路。 3、前記検出装置に光出力信号から導かれた信号に二進
補助信号の積を乗算する装置を設けたことを特徴とする
特許請求の範囲第2項記載のレーザの駆動電流の制御回
路。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL7907683A NL7907683A (nl) | 1979-10-18 | 1979-10-18 | Regelketen voor de bekrachtigingsstroom van een laser. |
NL7907683 | 1979-10-18 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6163071A true JPS6163071A (ja) | 1986-04-01 |
Family
ID=19834035
Family Applications (3)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14310880A Granted JPS5666083A (en) | 1979-10-18 | 1980-10-15 | Laser driving current control circuit |
JP60144066A Granted JPS6163070A (ja) | 1979-10-18 | 1985-07-02 | レ−ザの駆動電流の制御回路 |
JP60144067A Pending JPS6163071A (ja) | 1979-10-18 | 1985-07-02 | レ−ザの駆動電流の制御回路 |
Family Applications Before (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14310880A Granted JPS5666083A (en) | 1979-10-18 | 1980-10-15 | Laser driving current control circuit |
JP60144066A Granted JPS6163070A (ja) | 1979-10-18 | 1985-07-02 | レ−ザの駆動電流の制御回路 |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4347610A (ja) |
JP (3) | JPS5666083A (ja) |
AU (1) | AU534437B2 (ja) |
BE (1) | BE885760A (ja) |
CA (1) | CA1149021A (ja) |
DE (1) | DE3038607A1 (ja) |
FR (1) | FR2468232A1 (ja) |
GB (1) | GB2061607B (ja) |
IT (1) | IT1133916B (ja) |
NL (1) | NL7907683A (ja) |
SE (1) | SE448506B (ja) |
Families Citing this family (33)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2847182C3 (de) * | 1978-10-30 | 1986-07-10 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Verfahren zur Modulationsstromregelung von Laserdioden |
NL8005153A (nl) * | 1980-09-15 | 1982-04-01 | Philips Nv | Inrichting voor het moduleren van het uitgangssignaal van een omzetter, bijvoorbeeld een electro-optische omzetter. |
JPS5840878A (ja) * | 1981-09-04 | 1983-03-09 | Hitachi Ltd | ディジタル光ディスク用半導体レーザの駆動装置 |
DE3242481C2 (de) * | 1982-11-18 | 1994-06-09 | Ant Nachrichtentech | Verfahren zum Regeln des optischen Ausgangssignals eines Halbleiterlasers |
JPS59146457A (ja) * | 1983-02-10 | 1984-08-22 | Olympus Optical Co Ltd | 光出力自動制御装置 |
JPS59182637A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-10-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ビデオ信号光伝送装置 |
DE3312044A1 (de) * | 1983-04-02 | 1984-10-04 | ANT Nachrichtentechnik GmbH, 7150 Backnang | Verfahren zum regeln des ausgangssignals eines halbleiterlasers |
JPH0659042B2 (ja) * | 1984-02-06 | 1994-08-03 | 株式会社日立製作所 | ベ−スバンドim光画像送信装置 |
US4625315A (en) * | 1984-08-27 | 1986-11-25 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Apparatus and circuitry for stabilizing laser diode output for analog modulation |
DE3508034A1 (de) * | 1985-03-07 | 1986-09-11 | Ant Nachrichtentech | Schaltungsanordnung zur ansteuerung eines halbleiterlasers |
US4985896A (en) * | 1985-03-29 | 1991-01-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Laser driving device |
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