JPS6180922A - 半導体レ−ザ駆動装置 - Google Patents

半導体レ−ザ駆動装置

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JPS6180922A
JPS6180922A JP59202053A JP20205384A JPS6180922A JP S6180922 A JPS6180922 A JP S6180922A JP 59202053 A JP59202053 A JP 59202053A JP 20205384 A JP20205384 A JP 20205384A JP S6180922 A JPS6180922 A JP S6180922A
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JP
Japan
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semiconductor laser
code
current
bias current
transmission data
Prior art date
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Pending
Application number
JP59202053A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuo Tamura
田村 光夫
Seiji Ishikawa
石川 清次
Kenro Sone
賢朗 曽根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS6180922A publication Critical patent/JPS6180922A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03828Arrangements for spectral shaping; Arrangements for providing signals with specified spectral properties
    • H04L25/03834Arrangements for spectral shaping; Arrangements for providing signals with specified spectral properties using pulse shaping
    • HELECTRICITY
    • 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
    • H04B10/501Structural aspects
    • H04B10/503Laser transmitters
    • H04B10/504Laser transmitters using direct modulation

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Power Engineering (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) 本発明は光通信の光送信器に用いられる半導体レーザ駆
動装置に関するものである。
(従来例の構成とその問題点) 近年、光ファイバを利用した光通信は、細径。
91量、可とう性、無誘導・無漏話、低損失、広帯域の
特徴によって従来の電気ケーブルによる伝送方式にとっ
て代わりつつある。その中で半導体レーザは、小型、高
速変調特性、ファイバとの高結合効率と言う性質から光
通信における発光素子として注目をあび、すでに実用段
階に達しており、その半導体レーザを駆動させる半導体
レーザ駆動装置が研究されて来た。
以下1図面を参照しながら、上述したような従来の直流
バイアス電流型半導体レーザ駆動装置について説明を行
なう。
第5図は、従来の半導体レーザ駆動装置の構成図を示す
ものである。第5図において1はNRZ−RZZ号変換
回路で送信データ(NRZ)Aを送信クロック(RZ)
 Bによってデユーティ50%のRZ符符号上変換する
。2はパルス電流駆動回路でRZ符符号上よって変調さ
れたパルス電流IPを出力する。3は直流バイアス電流
駆動回路で直流バイアス電流I、を出力する。ILは半
導体レーザ駆動電流で直流バイアス電流工、にパルス電
流■、が重畳されている。4は半導体レーザでDは半導
体レーザ4からの光出力信号である。
以上のように構成された従来の直流バイアス電流型半導
体レーザ駆動装置について以下その動作について説明す
る。
まず、送信データ(NRZ) AはNRZ−RZZ号変
換回路上によって送信クロック(RZ) Bに同期した
デユーティ50%のRZ符符号上変換される。次に、そ
のデユーティ50%のRZ符符号上パルス電流駆動回路
2に加えられ、パルス電流駆動回路2からはRZ符符号
上よって変調されたパルス電流工、が出力される。一方
、直流バイアス電流駆動回路3からは直流バイアス電流
■8が出力され、これに先のパルス電流工、が重畳され
半導体レーザ駆動電流工、として半導体レーザ4に印加
される。そして半導体レーザ4は、この半導体レーザ駆
動電流工、によって変調され光出力信号りを放出する。
送信データ(NRZ)A、送信クロック(RZ) B、
パルス電流工、。
−直流バイアス電流工、と光出力信号りの関係を第6図
に示す。
しかしながら、上記のような構成では、送信データがな
い時や低レベルの時でも常に直流バイア入電流工、を半
導体レーザに印加しておかねばならず(半導体レーザに
印加される平均電流による半導体レーザの寿命の問題)
、半導体レーザ駆動装置の消g!!電流を低減できない
という欠点を有していた。
(発明の目的) 本発明は上記欠点に鑑み半導体レーザに印加される平均
電流を減少し半導体レーザの寿命を向上      !
させ、かつ低消費電流の半導体レーザ駆動装置を提供す
るものである。
(発明の構成) この目的を達成するために本発明の半導体レーザ駆動装
置は、送信データを送信クロックにより符号変換する符
号変換回路、符号変換回路からの符号変換信号または送
信データを遅延する遅延回路、遅延回路からの遅延符号
変換信号または遅延送信データにより動作するパルス電
流駆動回路。
前記送信データまたは前記送信クロックに同期し前記遅
延符号変換信号または前記遅延送信データの立ち上がり
より早く立ち上がり始めかつ前記遅延符号変換信号また
は前記遅延送信データの立ち下がりより遅く立ち下がり
始める交流バイアス電流を発生する交流バイアス電流駆
動回路から構成されており、この構成によって、バイア
ス電流を送信クロックまたは送信データに同期させた交
流バイアス電流とし、かつ交流バイアス電流を遅延符号
変換信号または遅延送信データより早く立ち上がり始め
させるとともに遅く立ち下がり始めさせることによって
、半導体レーザからの光出力信号の立ち上がり、立ち下
がり時間を劣化させることなく、バイアス電流の平均値
を減少させることにより半導体レーザの寿命を向上させ
るとともに半導体レーザ駆動装置の低消費電流化が達成
されることとなる。
(実施例の説明) いか本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。
第1図は本発明の第1の実施例における送信々ロック同
期交流バイアスミ流型半道体レーザ駆動装置の構成図を
示すものである。第1図において1はNRZ−RZZ号
変換回路、2はパルス電流駆動回路、4は半導体レーザ
、Aは送信データ(NRZ)、Bは送信クロック(RZ
)、Cはデユーティ50%RZ符号、I、はパルス電流
、Dは光出力信号で以上は第5図の構成と同じものであ
る。5は遅延回路でRZ符符号上時間t、だけ遅延させ
、遅延RZ符号Cdを出力する。6は交流バイアス電流
駆動回路で送信クロックBに同期しく遅延RZ符号Cd
よりt、はど早く立ち上がり始め、tlはど遅く立ち下
がり始める)、交流バイアス電流■、を出力する。工2
は半導体装置ザ駆動電流で送信クロックBに同期した交
流バイアス電流工、にパルス電流I、が重畳されている
第2図は、送信クロック(RZ)B、遅延RZ符号Cd
、パルス電流工2、送信クロックに同期した交流バイア
ス電流工、と光呂力信号りの関係を示したものである。
以上のように構成された第1の実施例の送信クロック同
期交流バイアス電流型半導体レーザ駆動装置について以
下その動作について説明する。
まず送信データ(NRZ) AはNRZ−RZ符号変換
回路1によって送信クロック(RZ) Bに同期したデ
ユーティ50%のRZ符号Cに変換される。次に、この
RZ符号Cは遅延回路5に入力され、時間t、はど遅延
された遅延RZ符号Cdとして出力され、遅延RZ符号
Cdはパルス電流駆動回路2に印加され、パルス電流工
、が出力される。一方、送信クロックBは、交流バイア
ス電流駆動回路6にも印加される。この交流バイアス電
流駆動回路6は、第2図に示されるように、遅延RZ符
号Cdの立ち上がりより1.はど早く立ち上がり始め、
遅延RZ符号Cdの立ち下がりよりLイはど遅く立ち下
がり始めるような交流バイアス電流工、を出力する。そ
して、この交流バイアス電流丁、にパルス電流工、が第
2図のように重畳された半導体レーザ駆動電流工2が半
導体レーザ4に印加され、光出力信号りが放出される。
本実施例において半導体レーザ4として閾値電流40m
A、発光波長810nm、定格出力2 、5mW (駆
動電流55IIIA)の近赤外半導体レーザを用い、パ
ルス電流工、として18mA、交流バイアス電流11と
して37mA(ピーク値)と設定し、20Mb/s N
RZの送信データAを繰り返し周波数20Mf(zの送
信クロック已によって20Mb/s RZ符号Cに変換
し伝送実験を行なった。遅延回路6として高速TTLゲ
ートの伝搬遅延時間を利用し、ゲートを2段接続し、遅
延時間t1として8nsを得た。
伝送実験の結果、従来の直流バイアス電流型のものに比
べ、伝送特性の劣化もなく、半導体レーザに印加される
平均電流は約12mA減少し、半導体レーザ駆動装置の
消費電流も約8mA低減することができた。
以上のように本実施例によれば、送信クロックに同期し
遅延RZ符号の立ち上がりより遅延時間t1はど早く立
ち上がり始め、遅延RZ符号の立ち下がりより遅延時間
tイはど遅く立ち下がり始める交流バイアス電流を出力
する交流バイアス電流駆動回路を設けることにより、発
光遅れ時間の劣化、光出力信号の立ち上がり、立ち下が
り時間の劣化、パルス幅の変化による伝送特性の劣化も
なくバイアス電流の平均値を低減できるので、半導体レ
ーザの寿命の向上と半導体レーザ駆動装置の低消費電流
化をはかることができる。
以下、本発明の第2の実施例について、図面を参照しな
がら説明する。第3図は本発明の第2の実施例における
送信データ同期交流バイアス電流型半導体レーザ駆動装
置の構成図を示すものである。第3図において、2はパ
ルス電流駆動回路。
4は半導体レーザ、5は遅延回路、Aは送信データ(N
RZ)、 I、はパルス電流、Dは光出力信号で以上は
第1図の構成と同じものである。7は送信データAに同
期して動作する交流バイアス電流駆動回路で、遅延送信
データAdよりも早く立ち上がり始め、tイはど遅く立
ち下がり始める交流バイアス電流工、を出力する。
I4は半導体レーザ駆動電流で送信データAに同期した
交流バイアス電流工、にパルス電流工、が重畳されてい
る。第4図は送信データ(NRZ) A、遅延送信デー
タ(NRZ)Ad、パルス電流工2、送信データに同期
した交流バイアス電流工、と光出力信号りの関係を示し
たものである。以上のように構成された第2の実施例送
信データ同期交流バイアス電流型半導体レーザ駆動装置
について以下その動作について説明する。
まず、送信データ(NItZ) Aは遅延回路5によっ
て時間t、たけ遅延され、遅延送信データ(NRZ)A
dがパルス電流駆動回路2に印加され、パルス電流工、
が出力される。一方、送信データ(NRZ) Aは、交
流バイアス電流駆動回路7にも印加されるにの交流バイ
アス電流駆動回路7は、第4図に示されるように、遅延
送信データ(NRZ)Adの立ち上がりより1.早く立
ち上がり始め、遅延送信データ(NRZ)Adの立ち下
がりよりt、遅く立ち下がり始めるような交流バイアス
電流I、を出力する。そして。
この交流バイアス電流I3にパルス電流■、が第4図に
ように重畳された半導体レーザ駆動電流工、が半導体レ
ーザ4に印加され、光出力信号りが放出される。本実施
例において半導体レーザ4として閾値電流40mA、発
光波長810r+m、定格出力2.5n+W(駆動電流
55mA)の近赤外半導体レーザを用い、パルス電流工
、として18mA、交流バイアス電流工、として37m
A(ピーク値)と設定し、送信データ(NRZ) Aと
して64Mb/s NRZi似ラングランダムパターン
実験を行なった。遅延回路5として高速TTLゲートの
伝搬遅延時間を利用し、遅延時間4nsを得た。伝送実
験の結果、従来の直流バイアス電流型のものに比べ伝送
特性の劣化もなく、半導体レーザに印加される平均電流
は約12IaA減少し、半導体レーザ駆動装置の消費電
流も約7mA低減することができた。
以上のように本実施例によれば、送信データに同期し、
遅延送信データの立ち上がりより遅延時間tイはど早く
立ち上がり始め、遅延送信データの立ち下がりより遅延
時間t、はど遅く立ち下がり始ぬる交流バイアス電流を
出力する交流バイアス電流駆動回路を設けることにより
、高速の伝送レートにおいても発光遅れ時間、光出力信
号の立ち上かり、立ち下がり時間の劣化、パルス幅の変
化による伝送特性の劣化もなくバイアス電流の平均値を
低減できるので半導体レーザの寿命の向上、半導体レー
ザ駆動装置の低消費電流化をはかることができる。
′(発明の効果) 本発明の半導体レーザ駆動装置は、送信データを送信ク
ロックにより符号変換する符号変換回路、符号変換回路
からの符号変換信号または送信データを遅延する遅延回
路、遅延回路からの遅延符号変換信号または遅延送信デ
ータにより動作するパルス電流駆動回路、送信データま
たは送信クロックに同期し、遅延符号変換信号または遅
延送信データの立ち上がりより早く立ち上がり始めかつ
遅      !延符号変換信号または遅延送信データ
の立ち下がりより遅く立ち下がり始める交流バイアス電
流を発生する交流バイアス電流駆動回路とで構成され、
バイアス電流を送信クロックまたは送信データに同期さ
せた交流バイアス電流とし、かつ交流バイアス電流を遅
延符号変換信号または遅延送信データより早く立ち上が
り始めさせるとともに遅く立ち下がり始めさせることに
よって、半導体レーザからの光出力信号の立ち上がり、
立ち下がり時間を劣化させることなく、バイアス電流の
平均値を減少させることにより半導体レーザの寿命を向
上させるとともに半導体レーザ駆動装置の低消費電流化
を行なうことができ、その実用的効果は大なるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は第1の実施例の送信クロック同期交流バイアス
電流型半導体レーザ駆動装置の構成図、第2図は送信ク
ロック(RZ) B 、遅延RZ符号Cd、パルス電流
工2、送信クロックに同期した交流バイアス電流I3と
光出力信号りの関係を示す図、第3図は第2の実施例の
送信データ同期交流バイアス電流型半導体レーザ駆動装
置の構成図、第4図は送信データ(NRZ) A、遅延
送信データ(NRZ) Ad、パルス電流工2.送信デ
ータに同期した交流バイアス電流■3と光出力信号りの
関係を示す図である。第5図は従来の直流バイアス電流
型半導体レーザ駆動装置の構成図、第6図は送信データ
(NRZ) A、送信クロック(RZ) B 、パルス
電流工2、直流バイアス電流工、と光出力信号りの関係
を示す図である。 1 ・・・符号変換回路、 2・・・パルス電流駆動回
路、 5 ・・・遅延回路、 6 ・・・送信クロック
に同期して動作する交流バイアス電流駆動回路、 7 
・・・送信データに同期して動作する交流バイアス電流
駆動回路。 特許出願人 松下電器産業株式会社 第1図 第2図 千導イ本レーデ°の饗i阪−九よりヤR第3図 第4図 千WイA(レーデ゛乃屯広−up十計性。 第5図 第6図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)送信データを送信クロックにより符号変換する符
    号変換回路と前記符号変換回路からの符号変換信号を遅
    延する遅延回路と前記遅延回路からの遅延符号変換信号
    により動作するパルス電流駆動回路と前記送信クロック
    に同期し前記遅延符号変換信号の立ち上がりより早く立
    ち上がり始め、かつ前記遅延符号変換信号の立ち下がり
    より遅く立ち下がり始める交流バイアス電流を発生する
    交流バイアス電流駆動回路とを備えたことを特徴とする
    半導体レーザ駆動装置。
  2. (2)送信データを遅延する遅延回路と前記遅延回路か
    らの遅延送信データにより動作するパルス電流駆動回路
    と前記送信データに同期し、前記遅延送信データの立ち
    上がりより早く立ち上が始めかつ前記遅延送信データの
    立ち下がりより遅く立ち下がり始める交流バイアス電流
    を発生する交流バイアス電流駆動回路とを備えたことを
    特徴とする半導体レーザ駆動装置。
JP59202053A 1984-09-28 1984-09-28 半導体レ−ザ駆動装置 Pending JPS6180922A (ja)

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