JPS63110782A - 半導体レ−ザの光出力補償回路 - Google Patents

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〉 この発明は半導体レーザの光出力補償回路に関し、さら
に詳細にいえば、差動回路を構成する１対のスイッチン
グ素子の一方と直列に半導体レーザを接続し、スイッチ
ング素子の導通、遮断を制御することにより半導体レー
ザの発光、非発光状態を選択するようにした半導体レー
ザ駆動回路に適用される光出力補償回路に関する。

〈従来の技術〉 従来から伝送チャネル数の増加等の利点に着目して、光
データ伝送が採用されている。

このような光データ伝送に当っては、光信号に対する変
調を容易に行なうことができること、および安定した光
信号が供給できることが、データ伝送の信頼性、システ
ム全体としての構成の簡素化の面から強く要求されてい
る。

このような点を考慮して従来から発光源として半導体レ
ーザが使用されているとともに、半導体レーザに対する
通電状態、通電遮断状態を制御するために１対のトラン
ジスタからなる差動回路が使用されており、さらに、出
力光強度の変動を防止するためにＡＰＣが使用されてい
る。

第３図は上記従来例の構成を示す電気回路図であり、差
動回路を構成する１対のトランジスタ（２１）（２２）
のうち、一方のコレクタ端子と直列に半導体レーザ（２
３）を接続しているとともに、差動入力信号を入力とす
るコンパレータ（２４）の正相出力信号、および逆相出
力信号をそれぞれ上記トランジスタ（２１）（２２）の
ベース端子に供給している。そして、上記トランジスタ
（２１）（２２）のエミッタ端子に対して定電流駆動ト
ランジスタ（２５）、および信号振幅電流規制用の抵抗
（２６）をこの順に直列接続している。また、上記半導
体レーザ（２３）からの出力光を受光するフォトダイオ
ード（２７）の出力電流を人力として上記トランジスタ
（２１）のベース−コレクタ間バイアスを変化させるＡ
　Ｐ　Ｃ（２８）を接続している。

したがって、トランジスタ（２１）が導通状態の場合に
半導体レーザ（２３）に定電流が流れて発光し、逆にト
ランジスタ（２２）が導通状態の場合に発光が停止させ
られる。この結果、トランジスタ（２１）の導通状態、
遮断状態に対応して０Ｎ−ＯＦＦされる光信号が出力さ
れる。

そして、上記光信号はフォトダイオード（２７）により
受光され、光強度に対応する電流信号が出力されるので
、半導体レーザ（２３）からの出力光強度の変化に対応
させてトランジスタ（２１）のベース−コレクタバイア
スを変化させ、半導体レーザ（２３）からの出力光強度
の変動を抑制することができる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記の構成の半導体レーザ駆動回路においては、フォト
ダイオード（２７）の出力電流を入力とするＡ　Ｐ　Ｃ
（２８）によってトランジスタ（２１）のベース−コレ
クタバイアスを変化させることにより、半導体レーザ（
２３）への通電継続時間が長くなった場合における出力
光強度の低下を補償することができるのであるが、上記
Ａ　Ｐ　Ｃ（２ｇ）はオペアンプを複数個含む構成であ
るため、オペアンプの周波数特性の性能限界の影響を受
け、応答速度を余り高速化することができないことにな
る。この結果、半導体レーザ（２３）を連続的に発光さ
せた場合における出力光強度の低下を検出してから実際
に補償が行なわれるまでの時間が長くかかり、充分な光
出力補償性能を発揮させることができないという問題が
ある。

〈発明の目的〉 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
半導体レーザの光出力の補償を速やかに行なうことがで
きる光出力補償回路を提供することを目的としている。

く　間賜匙を宵１矢−（３”ｔ−めの手よ７上記の目的
を達成するための、この発明の光出力補償回路は、半導
体レーザを発光させるべくスイッチング素子に供給され
る制御信号の継続時間に基いて徐々に増加する電圧信号
を生成する電圧信号生成手段と、電圧信号生成手段から
の電圧信号を入力として半導体レーザの信号振幅電流を
増加させる電流増加手段とを具備するものである。

但し、上記電圧信号生成手段としては、抵抗とコンデン
サとからなるローパスフィルタであることが好ましい。

また、上記電流増加手段としては、電圧信号生成手段か
らの電圧信号により駆動される増幅回路と抵抗との直列
接続回路を、差動回路に対して接続された抵抗と並列接
続してなるものであってもよい。

く作用〉 以上の構成の光出力補償回路であれば、差動回路を構成
する１対のスイッチング素子の一方と直列に半導体レー
ザを接続し、スイッチング素子の導通、遮断を制御する
ことにより半導体レーザの発光、非発光状態を選択して
先データを送出する場合において、半導体レーザを発光
させるべくスイッチング素子に供給される制御信号の継
続時間に基いて電圧信号生成手段により、徐々に増加す
る電圧信号を生成することができ、この電圧信号に基い
て電流増加手段を駆動することにより、半導体レーザの
信号振幅電流を増加させ、出力光強度の低下を補償する
ことができる。

また、上記電圧信号生成手段が、抵抗とコンデンサとか
らなるローパスフィルタである場合であっても、或は、
上記電流増加手段が、電圧信号生成手段からの電圧信号
により駆動される増幅回路と抵抗との直列接続回路を、
差動回路に対して接続された抵抗と並列接続してなるも
のであっても、上記と同様の作用を行なわせることがで
きる。

〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第１図はこの発明の光出力補償回路の一実施例を示す電
気回路図であり、差動回路を構成する１対のトランジス
タ（１）　［２１のうち、一方のコレクタ端子と直列に
半導体レーザ（３）を接続しているとともに、差動入力
信号を入力とするコンパレータ（４）の正相出力信号、
および逆相出力信号をそれぞれ上記トランジスタ（１）
　（２）のベース端子に供給している。

そして、上記トランジスタ（１）　（２）のエミッタ端
子に対して定電流駆動トランジスタ（５）、および信号
振幅電流規制用の抵抗（６）をこの順に直列接続し、ト
ランジスタロと抵゛抗（８）との直列回路を上記抵抗（
６）と並列接続している。また、上記トランジスタ（１
）のベース端子に供給されるデータ信号を入力とする、
抵抗（９）、およびコンデンサ口からなるローパスフィ
ルタの接続点電圧を上記トランジスタ（７）のベース端
子に供給している。尚、上記半導体レーザ（３）からの
出力光を受光するフォトダイオード（１１）の出力電流
を入力として上記トランジスタ（１）のベース−コレク
タ間バイアスを変化させるＡ　Ｐ　Ｃ（１２）を接続し
ている。そして、抵抗（１３）（１４）により得られる
分圧電圧を上記定電流駆動トランジスタ四のベース端子
に供給している。

上記の構成の光出力補償回路の動作は次のとおりである
。

伝送すべきディジタルデータに対応する差動入力信号が
コンパレータ（４）に供給されることにより、第２図Ａ
、Ｂに示すように、ディジタルデータに対応する正相出
力信号、逆相出力信号が生成され、トランジスタ（１）
　（２）のベース端子に供給される。

したがって、トランジスタ（１）の導通期間に対応して
半導体レーザ（３）に通電され、上記ディジタルデータ
に対応する光信号を出力することができる。

この場合において、正相出力信号のハイレベル期間にの
みローパスフィルタに通電されるのであるから、第２図
Ｃに示すように、ハイレベル期間の長さに対応してコン
デンサ００）の端子間電圧が増加する。逆に、ローレベ
ル期間においてコンデンサ００が放電され、端子間電圧
が低下する。

そして、上記コンデンサ００）の端子間電圧がトランジ
スタ（刀のベース端子に供給されるのであるから、ハイ
レベル期間の増加に伴なってトランジスタ（刀の導通度
が増加する。この結果、トランジスタロの導通度が増加
した程度に応じて、抵抗［６１（８］が並列接続状態に
なるのであるから、両抵抗に流れる電流の和としての半
導体レーザ（３）の信号振幅電流を、トランジスタ（７
）の導通度の増加に対応させて増加させることができる
。

以上要約すれば、コンパレータ（４）から出力される正
相出力信号が、比較的短い期間のハイレベル信号を反復
する状態であれば、半導体レーザ（３）の連続発光期間
が余り長くないのであり、出力光強度の低下は殆ど発生
しないから、信号振幅電流を、はぼ抵抗（６）のみを流
れる所定電流とすることにより、所期の強度の光信号を
出力することができる。

そして、この場合には、コンデンサ００）の端子間電圧
が、第２図Ｃ中ｔｉで示すように、閾値レベルｖｔｈよ
りも低い状態であるから、トランジスタ（刀は遮断状態
のままであり、しかもハイレベル期間に続くローレベル
期間においてコンデンサ００）の端子間電圧が減少する
ので、半導体レーザ（３）の信号振幅電流は抵抗［６）
のみにより規制され続けることになる。

逆に、コンパレータ（４）から出力される正相出力信号
がかなり長い期間ハイレベル信号状態を継続する場合で
あれば、半導体レーザ（３）の発光継続時間が長くなり
、発熱等により出力光強度が低下することになるのであ
るが、ローパスフィルタを構成するコンデンサ００）の
端子間電圧が増加し、トランジスタロの導通度を増加さ
せるので、抵抗（８）を通ってかなりの電流が流れるこ
とになり、抵抗（６）（８）に流れる電流の和としての
信号振幅電流が増加し、この結果、半導体レーザ（３）
の出力光強度の低下を補償することができる。そして、
この場合における補償応答速度は、ローパスフィルタの
時定数とほぼ等しくなるのであり、しかもコンデンサ０
０）の端子間電圧の増加に応じて無段階にトランジスタ
ロの導通度を増加させるようにしているのであるから、
従来のＡＰＣのみによる出力光補償応答速度と比較して
著しく高速化することができる。

さらに詳細に説明すると、コンデンサ叫の端子間電圧は
第２図Ｃに示すように、所定の時定数に基いて徐々に増
加するのであり、しかも端子間電圧が閾値電圧ｖｔｈを
越えるまではトランジスタ（７）が遮断状態に保持され
る。そして、閾値電圧ｖｔｈを越えた後は、端子間電圧
に対応して導通度が徐々に増加するのであるから、ハイ
レベル期間の増加に対応して信号振幅電流を徐々に増加
させ、連続発光に伴なう出力光強度の低下を補償するこ
とができる。

上記の実施例において、トランジスタロの閾値電圧Ｖｔ
ｈを変化させることにより、半導体レーザ（３）の出力
光強度低下特性に合わせて最適の補償開始ビット数を選
定することができる。

そして、上記の実施例においては、ＡＰＣ（１２）を併
用しているので、上記出力光強度の補償効果と相俟って
優れた出力光強度補償効果を発揮させることができる。

尚、この発明は上記の実施例に限定されるものではなく
、例えばＡ　Ｐ　Ｃ（１２）を省略することが可能であ
る他、トランジスタロに代えて他の増幅素子を使用する
こ、とが可能であり、その他、この発明の要旨を変更し
ない範囲内において種々の設計変更を施すことが可能で
ある。

〈発明の効果〉 以上のようにこの発明は、半導体レーザへの通電を制御
するトランジスタに対して供給される信号に基いて、徐
々に増加する電圧信号を生成し、信号振幅電流を徐々に
増加させるようにしているので、半導体レーザの光出力
の補償を速やかに行なうことができるという特有の効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の光出力補償回路の一実施例を示す電
気回路図、 第２図は各部の信号波形図、 第３図は従来例を示す電気回路図。 ［１）　［２）・・・差動回路を構成するトランジスタ
、（３）・・・半導体レーザ、（６１［８）　（９）・
・・抵抗、（７）・・・スイッチングトランジスタ、口
・・・コンデンサ 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、差動回路を構成する１対のスイッチン グ素子の一方と直列に半導体レーザを接 続し、スイッチング素子の導通、遮断を 制御することにより半導体レーザの発光、 非発光状態を選択するようにした半導体 レーザ駆動回路において、半導体レーザ を発光させるべくスイッチング素子に供 給される制御信号の継続時間に基いて徐 々に増加する電圧信号を生成する電圧信 号生成手段と、電圧信号生成手段からの 電圧信号を入力として半導体レーザの信 号振幅電流を増加させる電流増加手段と を具備することを特徴とする半導体レー ザの光出力補償回路。 ２、電圧信号生成手段が、抵抗とコンデン サとからなるローパスフィルタである上 記特許請求の範囲第１項記載の半導体レ ーザの光出力補償回路。 ３、電流増加手段が、電圧信号生成手段か らの電圧信号により駆動される増幅回路 と抵抗との直列接続回路を、差動回路に 対して接続された抵抗と並列接続してな るものである上記特許請求の範囲第１項 記載の半導体レーザの光出力補償回路。