JPS62248278A - 半導体レ−ザ駆動装置 - Google Patents
半導体レ−ザ駆動装置Info
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- JPS62248278A JPS62248278A JP61091170A JP9117086A JPS62248278A JP S62248278 A JPS62248278 A JP S62248278A JP 61091170 A JP61091170 A JP 61091170A JP 9117086 A JP9117086 A JP 9117086A JP S62248278 A JPS62248278 A JP S62248278A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
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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
-
- 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
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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。
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〕
この発明は半導体レーザ駆動装置に関する。
半導体レーザ(以下LDと略記する)は、一般に温度変
化による出射光量の変化が太き(゛・0この温度変化に
よる出射光量の変化を補正して、常にほぼ一定の出射光
量を得るため、従来、第4図に示すような半導体レーデ
駆動装置が提案されている。
化による出射光量の変化が太き(゛・0この温度変化に
よる出射光量の変化を補正して、常にほぼ一定の出射光
量を得るため、従来、第4図に示すような半導体レーデ
駆動装置が提案されている。
第4図において、LD 1および受光素子2は一体に組
込まれた構造となっており、受光素子2に発生した光起
電流は負荷抵抗3で電圧e、に変換され、この電圧ei
は減算器4の一方の入力端に印加される。減算器4の
他方の入力端には、基準電圧源5から基準電圧erが印
加され、ここで電圧e。
込まれた構造となっており、受光素子2に発生した光起
電流は負荷抵抗3で電圧e、に変換され、この電圧ei
は減算器4の一方の入力端に印加される。減算器4の
他方の入力端には、基準電圧源5から基準電圧erが印
加され、ここで電圧e。
と基準電圧er との差電圧eI!を求め、これを増幅
器6を経てし01のドライブトランジスタ7に帰還する
ことにより、LD lの出射光量を一定に保つようにし
ている。このような半導体レーザ駆動装置の回路構成を
以下APC回路という。
器6を経てし01のドライブトランジスタ7に帰還する
ことにより、LD lの出射光量を一定に保つようにし
ている。このような半導体レーザ駆動装置の回路構成を
以下APC回路という。
第4図のAPC回路において、受光素子2はフォトダイ
オード(以下、PDと略記する)が用いられるが、この
PDは入射光量に応じて一定の光起電流を発生するので
、電気回路的には定電流源とみなすことができる。
オード(以下、PDと略記する)が用いられるが、この
PDは入射光量に応じて一定の光起電流を発生するので
、電気回路的には定電流源とみなすことができる。
ここで、電圧e1 を十分に大きな電圧として取出すた
めに、負荷抵抗3を大きくすると、PDの光−電流変換
のりニアリティが保持できなくなるため、PDは逆バイ
アスで使用される。この原理を、第5図を参照して簡単
に説明する。
めに、負荷抵抗3を大きくすると、PDの光−電流変換
のりニアリティが保持できなくなるため、PDは逆バイ
アスで使用される。この原理を、第5図を参照して簡単
に説明する。
第5図において、縦軸はPDの順方向電流lを示し、横
軸はPDの両端電圧Vを示す。曲線X、YおよびZは、
入射光量に応じた電流電圧特性を示し、入射光量が増加
するに従いX−Y−Zへと移動する。また、直線a、b
およびCは、PDに直列に接続した負荷抵抗に光起電流
が流れたときに発生する電圧を表わす負荷直線を示し、
aおよびCは逆バイアスなしでの負荷直線を、bは逆バ
イアスありでの負荷直線を示す。
軸はPDの両端電圧Vを示す。曲線X、YおよびZは、
入射光量に応じた電流電圧特性を示し、入射光量が増加
するに従いX−Y−Zへと移動する。また、直線a、b
およびCは、PDに直列に接続した負荷抵抗に光起電流
が流れたときに発生する電圧を表わす負荷直線を示し、
aおよびCは逆バイアスなしでの負荷直線を、bは逆バ
イアスありでの負荷直線を示す。
第5図から明らかなように、逆バイアスなしでの負荷直
線aでは、入射光量が特性Yに達した点で光−電流変換
のりニアリティが失われるのに対し、逆バイアスありで
の負荷直線すでは特性X−2間でリニアリティが有効に
保持される。なお、逆バイアスなしでも、負荷直線Cの
ようにx−7間でリニアリティを保持することができる
が、この場合には負荷抵抗を小さくしなければならない
ため、入射光量に対してのPDの負荷抵抗に発生する電
圧が非常に小さくなってしまう。
線aでは、入射光量が特性Yに達した点で光−電流変換
のりニアリティが失われるのに対し、逆バイアスありで
の負荷直線すでは特性X−2間でリニアリティが有効に
保持される。なお、逆バイアスなしでも、負荷直線Cの
ようにx−7間でリニアリティを保持することができる
が、この場合には負荷抵抗を小さくしなければならない
ため、入射光量に対してのPDの負荷抵抗に発生する電
圧が非常に小さくなってしまう。
以上のように、従来のAPC回路においては、LDの光
量検出用PDを逆バイアスして使用するのが一般的であ
る。しかしながら、第4図のような一般の正負電源を使
用したオペアンプ回路では、電源のON、 OFF時に
おける過渡状態での出力が不安定となるため、LDを損
傷するという問題がある。この問題を解決するためには
、LD用の特別なON、 OFF回路を設ければよいが
、このようにすると構成が複雑になると共に高価になる
という問題がある。
量検出用PDを逆バイアスして使用するのが一般的であ
る。しかしながら、第4図のような一般の正負電源を使
用したオペアンプ回路では、電源のON、 OFF時に
おける過渡状態での出力が不安定となるため、LDを損
傷するという問題がある。この問題を解決するためには
、LD用の特別なON、 OFF回路を設ければよいが
、このようにすると構成が複雑になると共に高価になる
という問題がある。
また、例えば最近のCDプレーヤのように、小形化、省
電力化のために電源回路が単一正電源で構成される場合
には、逆バイアスとしての負電源が使用できないと共に
、PDは構造上の制約によりアノード側をアース電位に
あるケースに直付けできないため、正電源を逆バイアス
として用いることもできない。このような場合でも、P
Dの光−電流変換のりニアリティを有効に保持する方法
として、PDの負荷直線を第5図の直線Cのように選ぶ
ことが考えられるが、このようにするとPDの負荷抵抗
が小さいために、一般的なCD用LDとPDとの組合わ
せにおいては、負荷抵抗に発生する電圧e、が0.3〜
0.4v程度となって、通常のエミッタ接地増幅回路で
はVll!: (ベース−エミッタ間電圧)の制約のた
め使用できないという問題がある。
電力化のために電源回路が単一正電源で構成される場合
には、逆バイアスとしての負電源が使用できないと共に
、PDは構造上の制約によりアノード側をアース電位に
あるケースに直付けできないため、正電源を逆バイアス
として用いることもできない。このような場合でも、P
Dの光−電流変換のりニアリティを有効に保持する方法
として、PDの負荷直線を第5図の直線Cのように選ぶ
ことが考えられるが、このようにするとPDの負荷抵抗
が小さいために、一般的なCD用LDとPDとの組合わ
せにおいては、負荷抵抗に発生する電圧e、が0.3〜
0.4v程度となって、通常のエミッタ接地増幅回路で
はVll!: (ベース−エミッタ間電圧)の制約のた
め使用できないという問題がある。
この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、簡単かつ安価な構成で、受光素子の光−電流
変換のりニアリティを有効に保持してLDの出射光量を
常にほぼ一定に制御できるようにした半導体レーザ駆動
装置を提供することを目的とする。
たもので、簡単かつ安価な構成で、受光素子の光−電流
変換のりニアリティを有効に保持してLDの出射光量を
常にほぼ一定に制御できるようにした半導体レーザ駆動
装置を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するだめの手段および作用〕上記目的を
達成するため、この発明ではLDをコレクターエミッタ
通路に接続したLD’駆動用のNPNトランジスタと、
前記LDの出射光を受光して入射光量に応じた光起電流
を発生する受光素子と、この受光素子に直列に接続され
、該受光素子の光起電流を電圧に変換する負荷抵抗と、
コレクタを接地し、前記負荷抵抗における電圧をベース
に印加して増幅するPNP トランジスタと、このPN
P トランジスタの出力電圧に基いて前記LDの出射光
量が常にほぼ一定となるように前記NPN トランジス
タのベースに印加する電圧を制御する手段とを具え、こ
れらを単一正電源で動作させるよう構成する。
達成するため、この発明ではLDをコレクターエミッタ
通路に接続したLD’駆動用のNPNトランジスタと、
前記LDの出射光を受光して入射光量に応じた光起電流
を発生する受光素子と、この受光素子に直列に接続され
、該受光素子の光起電流を電圧に変換する負荷抵抗と、
コレクタを接地し、前記負荷抵抗における電圧をベース
に印加して増幅するPNP トランジスタと、このPN
P トランジスタの出力電圧に基いて前記LDの出射光
量が常にほぼ一定となるように前記NPN トランジス
タのベースに印加する電圧を制御する手段とを具え、こ
れらを単一正電源で動作させるよう構成する。
第1図はこの発明の一実施例を示す回路図である。Lo
ll はそのアノードをNPN トランジスタ12のエ
ミッタに接続し、カソードは接地する。NPNトランジ
スタ12のコレクタは単一正電源の正端子に接続して+
vccを印加する。LD 11の出射光を受光して入射
光量に応じた光起電流を発生するPD 13は、そのカ
ソードを接地し、アノードは負荷抵抗14を経て接地し
て、この負荷抵抗14においてPD 13の光起電流に
応じて生ずる電圧e、をコレクタを接地したPNP ト
ランジスタ15のベースに印加する。
ll はそのアノードをNPN トランジスタ12のエ
ミッタに接続し、カソードは接地する。NPNトランジ
スタ12のコレクタは単一正電源の正端子に接続して+
vccを印加する。LD 11の出射光を受光して入射
光量に応じた光起電流を発生するPD 13は、そのカ
ソードを接地し、アノードは負荷抵抗14を経て接地し
て、この負荷抵抗14においてPD 13の光起電流に
応じて生ずる電圧e、をコレクタを接地したPNP ト
ランジスタ15のベースに印加する。
なお、負荷抵抗14の抵抗値は、PD 13の光−電流
変換のりニアリティが保てる値とする。
変換のりニアリティが保てる値とする。
PNP トランジスタ15のエミッタは抵抗16および
17を経て単一正電源の正端子に接続して+VCCを印
加し、これにより抵抗16と17との接続点18から電
圧e、を増幅した電圧を取出して減算器19の一方の入
力端に印加する。減算器19の他方の入力端には、基準
電圧源20から基準電圧erを印加し、ここで両入力電
圧の差電圧を求め、この差電圧を増幅器21の入力端に
印加する。増幅器21は入力された差電圧を増幅し、こ
れによりNPN トランジスタ12のベースに印加する
ドライブ電圧e。を、LD 11がほぼ一定の出射光量
となるように制御する。なお、減算器19および増幅器
21は単一正電源で動作させる。
17を経て単一正電源の正端子に接続して+VCCを印
加し、これにより抵抗16と17との接続点18から電
圧e、を増幅した電圧を取出して減算器19の一方の入
力端に印加する。減算器19の他方の入力端には、基準
電圧源20から基準電圧erを印加し、ここで両入力電
圧の差電圧を求め、この差電圧を増幅器21の入力端に
印加する。増幅器21は入力された差電圧を増幅し、こ
れによりNPN トランジスタ12のベースに印加する
ドライブ電圧e。を、LD 11がほぼ一定の出射光量
となるように制御する。なお、減算器19および増幅器
21は単一正電源で動作させる。
上記構成において、LD 11の出射光量が上昇し、P
D 13の光−電流変換効率が上って電圧e1が上昇す
ると、減算器19の出力電圧は小さくなって増幅器21
の出力電圧であるドライブ電圧e。が低下し、その結果
LD 11の駆動電流は低下してLD 11の出射光量
は下がる。また、逆にLD 11の出射光量が低下し、
PD 13の光−電流変換効率が下がって電圧e、が低
下すると、減算器19の出力電圧が大きくなってドライ
ブ電圧eDが上昇し、その結果LD 11の駆動電流は
上昇してLD 11の出射光量は上昇する。ここで、P
D 13の光起電流に基く電圧ei は、コレクタ接地
のPNP トランジスタ15で増幅されるので、電圧e
iがほぼ0.6vよりも低くてもリニアリティよく増幅
される。したがって、LD 11の出射光量は、温度変
化に影響されることなく、常にほぼ適正値に保たれる。
D 13の光−電流変換効率が上って電圧e1が上昇す
ると、減算器19の出力電圧は小さくなって増幅器21
の出力電圧であるドライブ電圧e。が低下し、その結果
LD 11の駆動電流は低下してLD 11の出射光量
は下がる。また、逆にLD 11の出射光量が低下し、
PD 13の光−電流変換効率が下がって電圧e、が低
下すると、減算器19の出力電圧が大きくなってドライ
ブ電圧eDが上昇し、その結果LD 11の駆動電流は
上昇してLD 11の出射光量は上昇する。ここで、P
D 13の光起電流に基く電圧ei は、コレクタ接地
のPNP トランジスタ15で増幅されるので、電圧e
iがほぼ0.6vよりも低くてもリニアリティよく増幅
される。したがって、LD 11の出射光量は、温度変
化に影響されることなく、常にほぼ適正値に保たれる。
また、全ての回路を単一正電源で動作させることにより
、全ての回路は電源08時Ovから立上がり、その結果
ドライブ電圧e。もOvから立上がる。ここで、ドライ
ブ電圧eoを受けるLDドライブトランジスタとしてN
PNトランジスタ12を用いているので、このNPNト
ランジスタ12は、電源08時、オフ状態から順次LD
制御状態へと移行することになる。したがって、電源0
8時のオーバーシュートや電源[IFF時の過渡的乱れ
によるし011の損傷を防止するには、ドライブ電圧e
、をある正電圧以下に保つようにしておけばよいので、
安全設計上も極めて有利である。すなわち、単一正電源
動作では、APC回路の過渡的変動は殆んどの場合正電
圧の範囲に限られるので、LDドライブトランジスタと
してNPN トランジスタ12を用いることにより、L
D 11を損傷することなく、安定動作を容易に実現で
きる。
、全ての回路は電源08時Ovから立上がり、その結果
ドライブ電圧e。もOvから立上がる。ここで、ドライ
ブ電圧eoを受けるLDドライブトランジスタとしてN
PNトランジスタ12を用いているので、このNPNト
ランジスタ12は、電源08時、オフ状態から順次LD
制御状態へと移行することになる。したがって、電源0
8時のオーバーシュートや電源[IFF時の過渡的乱れ
によるし011の損傷を防止するには、ドライブ電圧e
、をある正電圧以下に保つようにしておけばよいので、
安全設計上も極めて有利である。すなわち、単一正電源
動作では、APC回路の過渡的変動は殆んどの場合正電
圧の範囲に限られるので、LDドライブトランジスタと
してNPN トランジスタ12を用いることにより、L
D 11を損傷することなく、安定動作を容易に実現で
きる。
なお、この発明は上述した実施例にのみ限定されるもの
ではな(、幾多の変形または変更が可能である。例えば
、上述した実施例では減算器19および増幅器21をそ
れぞれ別個に構成したが、これらを第2図に示すように
1つの作動増幅器22をもって構成することもできる。
ではな(、幾多の変形または変更が可能である。例えば
、上述した実施例では減算器19および増幅器21をそ
れぞれ別個に構成したが、これらを第2図に示すように
1つの作動増幅器22をもって構成することもできる。
また、第3図に示すように、コレクタ接地のPNP ト
ランジスタ15を差動増幅器を構成するトランジスタと
して共用することもできる。更に、第1図〜第3図に示
す電気回路は、ハイブリッドICあるいはモノリシック
ICとして構成することもできる。また、LD 11は
NPNトランジスタ12のコレクタと正電源端子との間
に接続してもよい。
ランジスタ15を差動増幅器を構成するトランジスタと
して共用することもできる。更に、第1図〜第3図に示
す電気回路は、ハイブリッドICあるいはモノリシック
ICとして構成することもできる。また、LD 11は
NPNトランジスタ12のコレクタと正電源端子との間
に接続してもよい。
以上述べたように、この発明によれば、単一正電源で受
光素子に逆バイアス電圧を印加できなくても、受光素子
の光起電流による電圧をコレクタ接地のPNP トラン
ジスタで増幅するようにしたので、この電圧が小さくて
も受光素子の光−電流変換のりニアリティを有効に保持
した状態で増幅でき、したがってLDの出射光量を高精
度で制御することができる。また、単一正電源で動作さ
せると共に、LDドライブトランジスタとしてNPN
トランジスタを用いるようにしたので、電源のON、
OFF時における回路の過渡的変動によるLDの損傷を
有効に防止でき、LDのON、 OFFをAPC回路の
電源のON、OFFによって行うことができる。したが
って、特別なLD用のON、 OFF回路を必要としな
いので、回路全体を簡単かつ安価に構成することができ
る。
光素子に逆バイアス電圧を印加できなくても、受光素子
の光起電流による電圧をコレクタ接地のPNP トラン
ジスタで増幅するようにしたので、この電圧が小さくて
も受光素子の光−電流変換のりニアリティを有効に保持
した状態で増幅でき、したがってLDの出射光量を高精
度で制御することができる。また、単一正電源で動作さ
せると共に、LDドライブトランジスタとしてNPN
トランジスタを用いるようにしたので、電源のON、
OFF時における回路の過渡的変動によるLDの損傷を
有効に防止でき、LDのON、 OFFをAPC回路の
電源のON、OFFによって行うことができる。したが
って、特別なLD用のON、 OFF回路を必要としな
いので、回路全体を簡単かつ安価に構成することができ
る。
第1図はこの発明の一実施例を示す回路図、第2図およ
び第3図はそれぞれこの発明の変形例を示す回路図、 第4図および第5図は従来の技術を示す図である。 11・・・半導体レーザ(LD) 12・・・NPN
トランジスタ13・・・フォトダイオード(PD) 14・・・負荷抵抗 15・・・PNP トラ
ンジスタ16、17・・・抵抗 18・・・接
続点19・・・減算器 20・・・基準電圧
源21・・・増幅器 22・・・作動増幅器
第1図 f5PNPLテンゾズタ 第2図 第3図
び第3図はそれぞれこの発明の変形例を示す回路図、 第4図および第5図は従来の技術を示す図である。 11・・・半導体レーザ(LD) 12・・・NPN
トランジスタ13・・・フォトダイオード(PD) 14・・・負荷抵抗 15・・・PNP トラ
ンジスタ16、17・・・抵抗 18・・・接
続点19・・・減算器 20・・・基準電圧
源21・・・増幅器 22・・・作動増幅器
第1図 f5PNPLテンゾズタ 第2図 第3図
Claims (1)
- 1、半導体レーザをコレクターエミッタ通路に接続した
半導体レーザ駆動用のNPNトランジスタと、前記半導
体レーザの出射光を受光して入射光量に応じた光起電流
を発生する受光素子と、この受光素子に直列に接続され
、該受光素子の光起電流を電圧に変換する負荷抵抗と、
コレクタを接地し、前記負荷抵抗における電圧をベース
に印加して増幅するPNPトランジスタと、このPNP
トランジスタの出力電圧に基いて前記半導体レーザの出
射光量が常にほぼ一定となるように前記NPNトランジ
スタのベースに印加する電圧を制御する手段とを具え、
これらを単一正電源で動作させるよう構成したことを特
徴とする半導体レーザ駆動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61091170A JPS62248278A (ja) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | 半導体レ−ザ駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61091170A JPS62248278A (ja) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | 半導体レ−ザ駆動装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62248278A true JPS62248278A (ja) | 1987-10-29 |
Family
ID=14018994
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61091170A Pending JPS62248278A (ja) | 1986-04-22 | 1986-04-22 | 半導体レ−ザ駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62248278A (ja) |
-
1986
- 1986-04-22 JP JP61091170A patent/JPS62248278A/ja active Pending
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