KR0153066B1 - 반도체 레이저 장치, 정보기록 및 재생장치와 이미지 기록장치 - Google Patents

Abstract

반도체 레이저 장치가 반도체 레이저, 광검지기, 첫째와 둘째 가변 게인 유닛, 제어 기능 증폭 유닛, 구동 유닛, 및 보상 유닛을 포함한다. 제어 신호가 첫째와 둘째 가변 게인 유닛 각각의 입력 단자 중 하나에게 공급되고 광검지기의 출력 신호는 첫째와 둘째 가변 게인 유닛 각각의 입력 단자 중 다른 하나에게 음 피드백된다. 제어 신호와 출력 신호 사이의 가벼된 에러 게인은 첫째와 둘째 가변 게인 유닛의 각각으로부터 독립하여 출력이 된다. 제어 기능 증폭 유닛은 첫째 가변 유닛으로부터의 에러 신호를 소망 주파수 특성을 따라 증폭한다. 구동 유닛은 제어 기능 증폭 유닛으로부터의 구동 제어 신호에 따라서 구동 전류를 반도체 레이저에게 공급한다. 보상 유닛은 둘째 가변 게인 유닛으로부터의 에러 신호 출력에 기초하여 위상 지연을 보상하기 위해 보상 전류를 음 피드백 단자로 음의 값으로 피드백한다.

Description

반도체 레이저 장치, 정보 기록 및 재생 장치와 이미지 기록 장치

제1도는 종래의 반도체 레이저 장치에서 반도체 레이저의 온(on)/오프(off) 제어 시간에 대한 모니터 PD 전류 파형을 도시한 도면.

제2도는 종래의 반도체 레이저 장치에서 반도체 레이저의 온(on)/오프(off) 제어 시간에 대한 LD 구동 전류 파형을 도시한 도면.

제3도는 본 발명의 첫째 원리에 따라 반도체 레이저 장치를 도시한 개략 블럭도.

제4도는 본 발명의 첫째 실시예에 따라 반도체 레이저 장치를 도시한 상세 회로도.

제5도는 제4도에 도시한 차동 가변 증폭기(5)와 보상 회로(9)가 구성한 루프(loop)을 도시한 회로도.

제6도는 제4도에 도시한 차동 가변 증폭기(5)의 게인(gain)이 변화할 때 얻는 위상 진전 효과를 도시한 그래프.

제7도는 본 발명의 둘째 실시예에 따른 반도체 레이저 장치의 상세 회로도.

제8도는 보상 전과 후에, 제7도가 도시한 둘째 실시예의 반도체 레이저 장치가 갖는 펄스 특성을 시늉한 결과를 도시한 특성도.

제9도는 본 발명의 둘째 원리에 따라서 반도체 레이저 장치를 도시한 개략 블럭도.

제10도는 본 발명의 셋째 원리에 따라서 반도체 레이저 장치를 도시한 개략 블럭도.

제11도는 본 발명의 셋째 실시예에 따른 반도체 레이저 장치의 상세 회로도.

제12도는 제11도에 도시한 반도체 레이저의 온/오프 제어 시간에 대한 모니터 PD 전류 파형을 도시한 특성도.

제13도는 제11도에 도시한 반도체 레이저의 온/오프 제어 시간에 따른 LD 구동 전류 파형을 도시한 특성도.

제14도는 본 발명의 넷째 실시예에 따른 반도체 레이저 장치의 상세 회로도.

제15도는 제14도에 도시한 첫째 실시에에 따른 반도체 레이저 장치를 사용하는 광 디스크 장치의 구조도.

제16도는 제11도에 도시한 셋째 실시예에 따른 반도체 레이저 장치를 사용하는 이미지 기록 장치의 구조도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

510 : 반도체 레이저 520 : 광 검지기

530 : 구동 유닛 540 : 제어 기능 증폭 유닛

550 : 보상 유닛

본 발명은 광 디스크 장치, 레이저 프린터, 광 데이타 통신 시스템에 사용되는 반도체 레이저에 관한 것이다. 특히 반도체 레이저를 이용하는 광 디스크 장치와 같은 정보 기록과 재생을 위한 장치와 반도체 레이저를 이용하는 레이저 프린터 또는 복사기와 같은 이미지 기록 장치에 관한 것이다.

반도체 레이저는 직접적인 광 세기의 쉬운 변조, 작은 크기, 전력 저소비, 고효율이라는 이점 때문에 큰 용량의 메모리 장치 또는 레이저 프린트와 같은 광 디스크 장치 시스템에 널리 사용된다.

그러나, 종래의 반도체 레이저는 방사광량(放射光量)이 다음 특성으로 인해 변화한다는 단점이 있다:

(1) 온도 변동과 통과 시간 변동으로 인한 미분량의 변화

(2) 온도 변동과 반사광(歸光)으로 인한 문턱 전류의 변화, 및

(3) 반사광(歸光)으로 인한 모드 전전(轉轉) 노이즈 발생.

반도체 레이저를 구동하기 위해서는, 반도체 레이저의 출력 광량을 모니터하고 안정화하기 위한 제어 회로가 필수적이다. 특히, 광 디스크 장치에서 메모리 용량과 데이타 전송율을 증가시키기 위해서는 재생할 때 고 정확도를 이루고 노이즈가 감소하도록 광 세기를 변조하는 것이 요구된다.

광 디스크 장치의 광원(光源)으로써 쓰이는 현행 반도체 레이저에서 레이저 노이즈를 감소시키는 방법으로는 넓게 밴드 전면(前面) APC 방법이 알려져 있다(예를 들어 Taguchi, hoshino: High-Precision Laser Control System(11) in Optical Disk Apparatuses, General Meeting in Spring 1991 of the Institute of Electronics, Information and Communications Engineering, C-372, 등).

넓은 밴드 전면 APC 방법에서, 녹음/재색 모드 내의 광 디스크 상에서 실제로 방사된 광 빔 즉, 반도체 레이저의 전면 빔의 일부가 광 검지기로 인도되고 검지된다. 광 검지기에서 검출된 신호는 반도체 레이저의 광 출력 제어에 사용된다. 이 방법에 따르면, 제어 밴드는 증가하고 따라서 레이저 노이즈는 감소된다. 넓은 밴드 전면 APC를 고려할 때, 제어 밴드가 재생 신호 밴드와 관련하여 어떻게 증가하는지가 중요하다. 넓은 대역 전면 APC의 제어 밴드를 재생 신호 밴드 보다 넓게 만드는 기술이 일본 특허 출원 번호 208581(발명의 명칭: 반도체 레이저 장치)에 설명되었다.

반도체 레이저 장치는 반도체 레이저의 출력 빔을 검지하기 위한 광 검지기로부터 음으로 피드백된 출력 신호와 외부 제어 신호 사이의 에러를 나타내는 에러 신호를 출력시키기 위한 에러 검지 회로를 제공받는다. 피드백 루프(feedback loop)은 에러 신호에 기초하여 반도체 레이저의 구동 전류를 제어하도록 형성된다. 또한, 반도체 레이저 장치는 에러 검지 회로의 입력 종단에 대한 피드백 루프의 위상 지연을 보상하기 위해 음으로 보상 전류를 피드백하는 보상 회로를 제공받는다.

그러나, 종래의 기술에서는 미분량 효율성의 상기 언급한 변동 또는 반도체 레이저의 경과 시간에 따른 변동 또는 장치 간의 광 시스템을 조정할 때의 변동으로 인한 피드백 루프의 피드백 양의 변동에 대해서는 관심을 기울이지 않았다.

반도체 레이저 내의 지연 또는 광 검지기 내의 접합 캐패시턴스의 변화로 인한 주파수 특성의 변동에도 관심을 기울이지 않았다.

만약 상기 언급한 변동 피드백 량 또는 주파수 특성이 일어난다면, 레이저 노이즈는 광 디스크 장치와 같은 정보 기록/재생 장치에서 특히 충분히 감소될 수 없게 된다. 또한 불필요한 노이즈가 노이즈에 특징적인 과도 응답이 일으키는 열화로 인해 일어난다.

더우기, 녹음할 때 과도 펄스 응답 특성의 열화는 더 심각한 문제를 일으키는데, 이는 기록 마크(mark) 변동이 생기고 재생 마진(margin)을 크게 잃게한다.

반면, 레이저 프린터에서는 더 높은 광 턴/오프(turn/off) 비율 즉 광 턴 온/오프(on/off) 비율을 요구한다. 그러나 턴-오프 영역, 즉 레이저 진동보다 낮은 문턱 영역에서 피드백 효율은 크게 저하되고 높은 광 턴-오프 비율은 얻을 수 없다. 이 문제는 제1도와 제2도에 도시한 시험 결과를 참조하여 이제 설명된다.

제1도는 턴 온/오프 시기에 모니터 PD 전류의 응답 파형을 도시한다. 광이 턴 온 시기에 높은 스피드 응답성과 안정성을 갖지만, 턴 오프 시기에는 완전히 턴 오프되지 않았기 때문에 제어 시스템이 저하되는 것을 인지해야 한다.

제2도는 턴 온/오프 시기에 LD 구동 전류의 응답 파형을 도시한다. 구동 전류가 턴 오프 시기에 문턱 전류의 레벨로만 제어될 수 있다는 것을 인지해야 한다.

상기 언급한 대로, 종래의 반도체 레이저 장치에 있어서, 미분량 효율성의 변동 또는 반도체 레이저의 경과 시간에 따른 변동 또는 반도체 레이저의 지연으로 인한 주파수 특성의 변동 또는 광 검지기의 접합 캐패시턴스의 변동으로 인한 피드백 루프의 피드백 양의 변동에는 관심을 기울이지 않았다.

따라서, 광 디스크 장치와 같은 정보 녹음/재생 장치의 경우 레이저 노이즈 감소 효과는 충분치 않고 불필요한 노이즈가 노이즈에 특징적인 과도 응답이 일으키는 열화로 인해 일어난다.

광 턴-오프 비율 내의 수행이 요구될 경우, 피드백 효율성은 레이저 진동 문턱보다 더 낮은 레벨로 크게 감소되며 높은 광 턴-오프 비율은 얻을 수 없다.

본 발명의 목적은 제어 증폭기의 역동적 범위를 손상치 않고, 반도체 레이저의 지연으로 인한 특성 변동 또는 광검지기의 접합 캐패시턴스의 변동없이 반도체 레이저의 구동 전류를 음으로 피드백하기 위한 피드백 시스템의 피드백 양이 자동적으로 교정되어 높은 광 턴-오프 비율이 획득하는 반도체 레이저를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 언급한 반도체 레이저 장치를 사용하는 정보 기록/재생 장치를 제공하여 탁월한 기록/재생 특성을 획득하는 것이다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 상기 언급한 반도체 레이저 장치를 사용하는 이미지 기록 장치를 제공하여 높은 정확도의 이미지 질을 획득하는 것이다.

본 발명의 목적은 다음의 것을 포함하는 반도체 장치로서 획득된다.

반도체 레이저; 반도체 레이저의 출력 빔을 검지하는 광 검지기; 반도체 레이저를 구동하기 위한 구동 유닛; 외부에서 공급된 제어 신호와 광 검지기의 출력 빔을 수신하고 제어 신호가 결정한 구동 신호와 광 검지기의 출력 빔을 구동 유닛에게 제공하여 반도체 레이저의 출력을 피드백 제어하기 위한 제어기능 증폭유닛; 및 피드백 제어 루프의 일시적, 전기적 행태에 따라 광 검지기, 구동 유닛 및 제어기능 증폭유닛에 의해 구성된 피드백 제어 루프의 위상을 능동적을 제어하기 위한 보상 유닛.

본 발명의 목적은 다음의 것을 포함하는 반도체 장치에 의해 또한 성취된다.

반도체 레이저; 반도체 레이저의 출력 빔을 검지하기 위한 광 검지기; 반도체 레이저를 구동하기 위한 구동 유닛; 외부에서 공급된 제어 신호와 광 검지기의 출력 빔을 수신하고 제어 신호가 결정한 구동 신호와 광 검지기의 출력 빔을 구동 유닛에서 제공하여 반도체 레이저의 출력을 피드백 제어하기 위한 제어기능 증폭유닛; 및 제어 신호 값에 따라서 피드백 제어의 모드를 가변시키는 모드 가변 유닛.

본 발명의 목적은 다음의 것을 포함하는 정보 기록/재생 장치에 의해 또한 성취된다.

반도체 레이저, 반도체 레이저의 출력 빔을 검지하는 광 검지기, 반도체 레이저를 구동하는 구동 유닛, 외부에서 공급된 제어 신호와 광 검지기의 출력 빔을 수신하고 제어 신호가 결정한 구동 신호와 광 검지기의 출력 빔을 구동 유닛에게 공급하여 반도체 레이저의 출력을 피드백 제어하기 위한 제어기능 증폭유닛, 및 피드백 제어 루프의 일시적이고 전기적 행태에 따라서 광 검지기, 구동 유닛 그리고 제어기능 증폭유닛으로 구성된 피드백 제어 루프의 위상을 능동적으로 제어하기 위한 보상 유닛을 갖는 반도체 레이저 장치;

반도체 레이저 장치의 출력 빔을 녹음 매체로 방사하는 방사 유닛;

녹음 매체로부터 반사 빔을 검지하는 검지 유닛;

검지 유닛의 출력으로부터 재생 신호를 발생시키기 위한 재생 신호 발생 유닛; 및

반도체 레이저 장치에 공급될 제어 신호를 발생시키기 위한 제어 신호 발생 유닛.

본 발명의 목적은 다음의 것을 포함하는 정보 녹음/재생 장치에 의해 성취될 수 있다:

반도체 레이저, 반도체 레이저의 출력 빔을 검지하기 위한 광 검지기, 반도체 레이저를 구동하기 위한 구동 유닛, 외부에서 공급된 제어 신호와 광 검지기의 출력 빔을 수신하고 제어 신호가 결정한 구동 신호와 광 검지기의 출력 빔을 구동 유닛에게 제공하여, 반도체 레이저의 출력을 피드백 제어하기 위한 제어기능 증폭유닛을 갖는 반도체 레이저 장치;

반도체 레이저 장치의 출력 빔을 기록 매체로 방사하는 방사 유닛;

기록 매체로부터 반사 빔을 검지하는 검지 유닛;

검지 유닛의 출력으로부터 재생 신호를 발생시키기 위한 재생 신호 발생 유닛; 및

반도체 레이저 장치에 공급될 제어 신호를 발생시키기 위한 제어 신호 발생 유닛.

본 발명의 목적은 다음의 것을 포함하는 이미지 기록 장치에 의해 성취될 수 있다.

반도체 레이저, 반도체 레이저의 출력 빔을 검지하기 위한 광 검지기, 반도체 레이저를 구동하는 구동 유닛, 외부에서 공급된 제어 신호와 광 검지기의 출력 빔을 수신하고 제어 신호가 결정한 구동 신호와 광 검지기의 출력 빔을 구동 유닛에게 공급하여 반도체 레이저의 출력을 피드백 제어하기 위한 제어기능 증폭유닛, 및 피드백 제어 광 검지기, 구동 유닛과 제어기능 증폭유닛 으로 구성된 피드백 제어 광 검지기, 구동 유닛과 제어기능 증폭유닛 으로 구성된 피드백 제어 루프의 위상을 능동적으로 제어하기 위한 보상 유닛을 갖는 반도체 레이저 장치;

감광체 상에서 반도체 레이저 장치의 출력 빔을 스캔하기 위한 스캐닝 유닛;

스캔 유닛의 스캐닝에 의해 생성된 잠재 이미지를 가시화하는 이미지 형성 유닛; 및 반도체 레이저 장치에 공급될 제어 신호를 발생시키기 위한 제어 신호 발생 유닛.

본 발명의 목적은 다음의 것을 포함하는 이미지 기록 장치에 의해 성취된다.

반도체 레이저, 반도체 레이저의 출력 빔을 검지하기 위한 광 검지기, 반도체 레이저를 구동하기 위한 구동 유닛, 외부에서 공급된 제어 신호와 광 검지기의 출력 빔을 수신하고 제어 신호가 결정한 구동 신호와 광 검지기의 출력 빔을 구동 유닛에게 공급하여 반도체 레이저의 출력을 피드백 제어하기 위한 제어기능 증폭유닛을 갖는 반도체 레이저 장치;

제어 신호 값에 따라 피드백 제어 모드를 가변시키기 위한 모드 가변 유닛;

반도체 레이저 장치의 빔을 녹음 매체로 방사하는 방사 유닛; 및

반도체 레이저 장치에 공급될 제어 신호를 발생시키기 위한 제어 신호 발생 유닛.

본 발명의 추가 목적과 이점은 다음의 설명에서 제시될 것이고 부분적으로는 그 설명으로 인해 명백해질 것이며 또는 본 발명의 실시로 인지될 것이다.

본 발명의 목적과 이점은 청구 범위에 적요(適要)된 기구와 조합 수단에 의해 실현되며 얻을 수 있다.

여기 삽입되고 상세 설명의 일부인 부가 도면은 본 발명의 양호한 실시예를 예시하며 앞의 일반 설명과 앞으로 제시될 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명해 준다.

본 발명에 따른 반도체 레이저 장치를 제3도를 참조하여 설명한다.

제3도에 도시한 것처럼, 본 발명의 첫째 원리에 따른 반도체 레이저 장치는 반도체 레이저(510), 광 검지기(520), 구동 유닛(530), 제어기능 증폭유닛(540)과 보상 유닛(550)을 포함한다. 광 검지기(520)은 반도체 레이저(510)으로부터의 출력 광 빔을 검출한다. 제어기능 증폭유닛(540)은 피드백 제어에 의해 반도체 레이저의 출력을 APC제어한다. 이런 목적을 위해 제어기능 증폭유닛(540)은 터미날(541)과 (542)로부터 제어 신호와 광 검지기(520)의 출력 광 신호를 수신하고 제어 신호가 정해준 구동 신호와 출력 광 신호를 구동 유닛(530)에게 공급한다. 피드백 루프의 일시적이고 전기적 행태에 따라서 광 검지기(520), 구동 유닛(530)과 제어기능 증폭유닛(540)으로 구성된 피드백 루프의 위상 특히 위상 지연을 능동적으로 제어한다.

제4도는 제3도에 도시한 첫째 원리에 따라서 반도체 레이저 장치의 첫째 실시예를 도시한 것이다. 제4도에 도시했듯이 첫째 실시예의 반도체 레이저 장치는 집적화된 반도체 레이저 제어 회로(1), 반도체 레이저 제어 회로(1)에 연결된 반도체 레이저(23), 반도체 레이저(23)의 출력 광 빔을 검지하기 위한 광 검지기(24) 및 반도체 레이저 제어 회로(1)에 외부 연결된 다수의 저항기들을 포함한다.

반도체 레이저 제어 회로(1)의 구조가 설명된다. 제어 전류 신호가 외부로부터 입력 단자(30)을 통해 입력된다. 제어 전류 신호는 전류/전압 변환기(2)에 의해 제어 전압 신호로 바뀐다. 제어 전압 신호는 제어기능 증폭유닛(10)의 각각과 둘째 가변 게인 수단으로 기능하는 가변 게인형 차동 증폭기(5)로 공급된다. 제어기능 증폭유닛(10)은 첫째 가변 게인 수단으로 기능하는 가변 게인형 차동 증폭기(6), 연산 증폭기(7)와 양 증폭기(6)과 (7)의 출력을 감산하기 위한 차동 증폭기(8)을 포함한다. 제어기능 증폭유닛(10)은 구동 제어 신호를 출력시킨다.

차동 증폭기(9)로부터의 구동 제어 신호 출력은 레벨 시프트(11)에 의해 고정 전위 레벨로 시프트된다. 레벨 시프트된 구동 제어 신호는 버퍼(18), 반도체 레이저(23)의 구동 전류를 검지하기 위한 트랜지스터(12), 구동 전류를 반도체 레이저(23)에게 공급하는 트랜지스터(13) 각각으로의 입력이 된다.

트랜지스터(13)의 감쇠 용량은 트랜지스터(12)의 것보다 100배 정도된다. 구동 전류의 약 1%가 트랜지스터(12)를 통해 흐르고 구동 전류는 외부 저항 RI의 전압 강하에 기초하여 모니터된다. 비교기(14)는 전압 강하를 기준 전압 Ref3와 비교하여 버퍼(16)을 통해 외부로 비교 결과를 출력시킨다. 부가하여, 비교기(14)는 레벨 시프트(11)의 출력 포텐셜을 낮춤으로써 구동 전류를 제한한다.

윈도우 비교기(15)는 연산 증폭기(7)의 출력 전압이 Ref1과 Ref2 사이의 범위에 있을 때, 제어 상태를 결정해 주고 결정된 결과를 버퍼(17)을 통해 외부로 출력시킨다.

또한, 반도체 레이저 제어 회로(1)은 전원 전압 감소를 검지하고 제어 작동을 자동적으로 멈추게 하기 위한 전원 모니터(21)과 외부 제어로써 제어 작동을 시작하고 멈추게 하기 위한 전원 저장 회로(22)를 포함한다.

전류/전압 변환기(2)로부터의 제어 전압 신호는 예를 들어 디지탈 정보를 구현하기 위해 세기를 변조한 변조된 신호 전압이다. 변조된 신호 전압은 제어기능 증폭유닛(10)의 반전된 입력 단자로 공급되며 저항기 Ri를 통해 제어 전류로 기능한다. 전류/전압 변환기(2)와 같은 구조를 갖는 전류/전압 변환기(3)이 발생시킨 기준 전압이 제어기능 증폭유닛(10)의 비바전 입력 단자로의 입력이 된다.

광 검지기(24)의 양극이 단자(39)로 연결된다. 광 검지기(24)로부터의 모니터 전류는 단자(39)를 통해 제어기능 증폭유닛(10)의 반전된 입력 단자로 음의 값으로 피드백된다. 따라서, 반도체 레이저(23)으로부터의 출력 빔은 전류/전압 변환기(20)로부터의 제어 전압 신호가 되는 변조된 신호 전압에 비례하여 세기가 변조된다. 즉 반도체 레이저(23)은 자동으로 전원이 제어된다.

연산 증폭기(7)의 게인은 외부 저항 Rz에 의해 변화될 수 있고 광 검지기(24)의 접합 캐패시턴스의 영향을 회피하기 위한 영 포인트 주파수가 최적화된다.

전압/전류 변환기(19)의 (20)은 기준 전압과 저항에 기초하여 그 내측에서 입력 단자(44)와 (43)으로부터 제공된 포텐셜을 끌어당긴다. 전압/전류 변환기(19)와 (20)의 당김 레벨은 전압 입력 또는 외부 저항 Rg1과 Rg2에 의해 설정된다. 전압/전류 변환기(19)와 (20)으로부터의 출력 전류는 각각의 가변 게인형 차동 증폭기(6)과 (5)로의 입력이 된다.

일반적으로 가변 게인형 차동 증폭기 출력의 역동 범위는 게인 변동에 따라 크게 변화한다. 따라서 가변 게인형 차동 증폭기가 회로(제어 증폭 유닛)의 후면부에 제공된다면, 제어 시스템의 역동 범위는 크게 낮아진다. 따라서 가변 게인형 차동 증폭기는 회로의 첫째 단계(제어 증폭 유닛)에 제공되는 것이 소망스럽다. 차동 증폭기가 게인 변동 기능을 갖는다는 것은 디바이스와 광 시스템이 겪는 변동을 보상하는 데에 필수적이다.

가변 게인형 차동 증폭기(5)와 제어 증폭 유닛(10) 사이의 분리가 주는 효과에 대해 설명한다. 이 분리는 본 발명의 특징 중 하나이다. 가변 게인형 차동 증폭기(5)의 출력 단자가 단자(33)으로 연결된다. 단자(33)은 반도체 레이저 제어 회로(1)의 바깥쪽에 있는 단자(32)로 연결된다. 따라서 위상 지연 보상 전류, 즉 반도체 레이저(24)의 접합 캐패시턴스로 인한 응답 특성 열화를 보상하는 보상 전류가 RC 직렬 회로를 포함하는 보상 회로(9)에 의해 발생된다.

이 경우, 가변 게인형 차동 증폭기(5)와 보상 회로(9)로 구성된 루프는 제5도에 도시된 것처럼 독립 피드백 루프로 간주된다. 특정하게는 Vout 만의 위상 특성, 즉 제어 가능 증폭 유닛(10)으로의 입력은 반도체 레이저(23)의 작동에 대해서 고려될 수 있다.

제6도는 가변 게인형 차동 증폭기(5)의 게인이 변화되는 시각에서 획득된 위상 진전 효과를 도시한다. 제6도에 도시한 것처럼, 충분한 위상 진전 효과가 차동 증폭기(5)의 게인을 변화시킴으로써만 획득된다. 보상 회로(9) 상수를 변화시킬 필요는 없다. 이 실시예의 장치는 집적회로 내에서 만들어지고 비용이 적게 든다.

반면, 제어 시스템 내의 필요한 게인은 제어 게인 크로스(cross) 주파수 즉 제어 밴드가 먼저 결정되지 않는다면 조정없이도 설정될 수 있다. 이 효과를 획득하기 위해서는, 가변 게인형 차동 증폭기(5)의 주파수 특성을 목표 제어 밴드의 1.5배까지 평탄화시키는 것이 필요하다.

상기 설명한 대로, 본 실시예에서 첫째 단계에 공급된 첫째 가변 게인 증폭 수단의 게인이 변동된다 하더라도 큰 게인을 갖는 후 단계 제어 가능 증폭 수단의 역동 범위는 저하되지 않는다. 특히, 문턱 전류의 변동에 덜 영향받는 높은 정확도의 제어가 성취될 수 있다.

더우기, 둘째 가변 게인형 증폭 수단이 피드백 제어 루프로부터 독립적이기 때문에 피드백의 위상 보상은 독립적으로 조정될 수 있다. 게인이 변화될 수 있기 때문에, 보상 수단의 상수는 변화시킬 필요가 없다. 따라서 부재를 마련하고 조정하기 위해 드는 비용이 절감될 수 있다.

본 발명의 두번째 실시예에 따른 반도체 레이저 장치가 제7도와 제8도를 참조하여 설명된다. 둘째 실시예에 다른 반도체 레이저 장치가 낮은 전원 전압에서 사용될 때, 이 장치는 펄스 특성을 열화시키지 않고서도 구동 전류를 증폭시킬 수 있다. 제7도에서, 제4도에 도시한 것과 공통적인 구조재들이 유사 참조 번호로 표지되고 그 설명은 생략되었다. 특정하게는 입력 I/V 변환기(2)로부터의 출력은 반전 버퍼 AMP(101)에 의해 반전되며 반전된 신호는 레벨 시프트(105)을 통해 트랜지스터(105)를 구동하기 위해 공급된다. 구동 트랜지스터의 출력은 단자(LDK)(37)에 있는 제어 시스템 구동 트랜지스터(13)으로 가산된다. 가산된 신호는 반도체 레이저(22)에게 공급된다. 구동 트랜지스터(105)의 게인은 터미널(IB)(106)(개 루프 제어)에 외부 연결된 저항기(R6)에 의해 결정된다. 반전 버퍼 AMP(101)로부터의 출력은 저항기 R과 캐패시터 C로 이뤄진 직렬 회로에 의해 구성된 보상 회로(102)로 인도된다. 보상 회로(102)로부터의 출력이 되는 고주파수 보상 회로의 레벨은 진동자(108), 저항기 R 그리고 캐패시터 C로 이뤄진 직렬 회로로 구성된 보상 회로(109)에 의해 제한된다. 이렇게 얻은 보상 전류는 가변 게인 증폭기 GCAMP(1)의 반전된 입력 단자로 공급된다.

제7도에서, 개 루프 제어는 제4도에 도시한 피드백 제어 시스템에 부가하여 수용된다. 이 경우, 피드백 제어 시스템에 대한 영향을 막기 위해, 입력 신호에 상응하는 개루프 제어를 위한 피드백 전류를 피드백 지점 즉 가변 게인 증폭기 GCAMPI의 반전된 입력 단자 위치로 정확히 피드백하는 것이 필요하다. 만약 정확한 피드백이 실패하면, 출력 빔 오우버슈트(overshoot)가 일어나고 그 특성이 나빠진다. 반도체 레이저(22)와 광 검지기(23)의 높은 주파수 밴드의 피드백 전류 감소를 보상하는 상기 언급한 고주파수 보상 전류 기능은 오우버슈트 발생을 막고 피드백 제어 시스템에 대한 영향을 회피하게 한다. 제8도는 보상 전과 후의 펄스 특성에 대한 시늉 결과를 나타낸다.

상기 설명한 대로, 둘째 실시예에서 두개의 구동 수단은 입력 신호에 따라서 구동 전류를 공급하기 위해 평행으로 배열되어야 한다. 더우기, 두개의 구동 수단의 평행 구동으로 인해 일어나는 오우버슈트는 입력 신호의 고주파수 부분을 피드백 위치로 전달함으로써 보상된다.

그 결과, 개루프 제어는 수행되고 반도체 레이저의 특성은 충분히 실현된다. 따라서, 펄스 상승 시간의 감소와 같은 펄스 특성이 개선될 수 있다.

또한 광 턴-오프 영역 근방에서 제어 가능 증폭기 HGAMP 7은 침투 영역으로 들어오며 펄스 특성은 크게 나빠진다. 평행 구동에 따라서 제어 가능 증폭기의 출력 진폭은 감소된다. 따라서 증폭기는 침투 상태로 들어오지 않고 제어를 수행하며 광 턴-오프 비율은 크게 개선된다. 따라서, 제어 증폭기에 대한 로드는 감소되고 광 턴-오프는 개선된다.

본 발명의 둘째 원리에 따른 반도체 레이저 장치를 제9도를 참조하여 설명한다.

제9도에 도시하듯이, 둘째 원리에 따른 반도체 레이저 장치는 반도체 레이저(510), 광 검지기(520), 구동 유닛(530), 제어기능 증폭유닛(540), 입력 결정유닛(560), 그리고 출력 가변 유닛(570)을 포함한다.

반도체 레이저(510), 광 검지기(520), 구동 유닛(530) 그리고 제어기능 증폭유닛(540)은 제3도에 도시한 반도체 레이저 장치의 것들과 상응한다.

입력 결정 유닛(560)과 출력 가변 유닛(570)은 제어 신호 값에 따른 음의 피드백의 모드를 가변시키는 모든 가변 유닛을 구성한다. 입력 결정 유닛(500)은 최소한 제어 신호의 영(zero) 주기를 결정한다. 출력 가변 유닛(570)은 구동 유닛(530) 또는 제어기능 증폭유닛(540)에게 명령을 전달하여 반도체 레이저(510)에게 공급되는 구동 전류가 입력 결정 유닛(560)이 제어 신호의 영 주기를 결정했을때 영이 되도록 강제한다. 부가하여 출력 가변 유닛(570)은 구동 유닛(530) 또는 제어기능 증폭유닛(540)에게 명령을 전달하여, 입력 결정 유닛(560) 제어 신호의 영 주기를 결정했을 때 구동 전류가 문턱 전류만을 공급할 수 있는 값에 있게 한다.

셋째 원리에 따른 반도체 레이저 장치는 제10도를 참조하여 설명한다. 제10도에 도시하듯이, 셋째 원리에 따른 반도체 레이저 장치는 반도체 레이저(510), 광 검지기(520), 구동 유닛(530), 제어기능 증폭유닛(540), 보상 유닛(550), 입력 결정 유닛(560) 그리고 출력 가변 유닛(570)을 포함한다.

반도체 레이저(510), 광 검지기(520), 구동 유닛(530)과 제어기능 증폭유닛(540)은 첫째와 둘째 원리에 따른 제3도와 제9도에 도시한 반도체 레이저 장치의 구성부들에 상응한다.

입력 결정 유닛(560)과 출력 가변 유닛(570)은 둘째 원리에 따른 반도체 레이저 장치의 구성부들에 상응한다. 환언하면, 셋째 원리에 따른 반도체 레이저 장치는 첫째와 둘째 원리에 따른 반도체 레이저 장치의 조합이 된다.

제7도와 제10도에 도시한 둘째와 셋째 원리에 따른 반도체 레이저 장치의 실시예가 이제 설명된다. 제11도에 도시한 반도체 레이저 장치는 집적화된 반도체 레이저 제어 회로(300), 반도체 레이저 제어 회로(300)에 연결된 반도체 레이저 유닛(320), 반도체 레이저 제어 회로(300)에 외부 연결된 저항기 들을 포함한다. 반도체 레이저 유닛(320)은 반도체 레이저(321)과 반도체 레이저(321)로부터의 출력빔을 모니터하는 견조된 광 검지기(322)를 포함한다.

반도체 레이저 제어 회로(300)은 다음 구조를 갖는다. 입력 단자(311)은 바깥으로부터 TTL-레벨의 두가지 값의 신호를 수신한다. 변환기(301)은 두가지 값 신호를 수신하고 제어 전압 신호와 기준 전압을 산출한다. 제어 전압 신호와 기준 전압은 제어기능 증폭유닛(10)과 둘째 가변 게인 수단으로 기능하는 가변 게인형 차분 증폭기(5)의 각각으로 입력된다.

제어기능 증폭유닛(10)은 구동 제어 신호를 출력시키며 첫째 가변 게인 수단으로 기능하는 가변 게인형 차동 증폭기(6), 연상 증폭기(7)과 양 증폭기(6)과 (7)의 출력 차이를 획득하기 위한 차동 증폭기(8)을 포함한다. 차동 증폭기(8)로부터의 구동 제어 신호 전위는 레벨 시프트(11)에 의해 소망 레벨에 설정된다.

소망 전위 레벨에 설정된 구동 제어 신호는 트랜지스터(13)에 전달된다. 구동 제어 신호에 따라서, 트랜지스터(13)은 반도체 레이저(321)에게 구동 전류를 공급한다.

반도체 레이저 제어 회로(300)은 전원 전압 감소를 검지하고 자동적으로 제어작동을 중지시키기 위해 전원 모니터(21)을 구비한다.

변환기(301)로부터의 제어 전압 신호는 예로써 디지탈 정보를 나타내기 위해 세기 변조된 변조 신호 전압이 된다. 변조된 신호 전압은 이퀄라이저(equalizer)(302)와 저항 요소 Ri를 통해 제어 전류로써 제어기능 증폭유닛(10)의 반전된 입력 단자로의 입력이 된다. 이퀄라이저(303)은 견조된 광 검지기(322)의 확산(diffusion) 지연으로 인한 소망스럽지 않은 특성을 보상한다.

변환기(301)의 변환 게인은 단자(313)에서의 입력 전압에 의해 가변된다. 따라서, 견조된 광 검지기(322)의 모니터량 변화는 제어될 수 있다. 단자(313)에서의 입력 전압은 전압/전류 변환기(301)로의 입력이 된다. 전압/전류 변환기(301)로부터의 출력 전류는 전압/전류 변환기(19)로부터의 출력에 더해진다. 가변 게인형 차동 증폭기(6)의 게인은 더해진 출력에 의해 변화된다. 따라서 견조된 광 검지기(322)의 모니터량 변화로 인한 루프 게인의 변화는 억제될 수 있다. 변환기(301)이 발생시킨 기준 전압은 저항기 Ri를 통해 제어기능 증폭유닛의 비반전 입력 단자로의 입력이 된다.

광 검지기(322)의 양극이 단자(39)에 연결되었기 때문에, 광 검지기(322)의 모니터 전류는 단자(39)를 통해 제어기능 증폭유닛(10)의 반전된 입력 단자로의 음 피드백이 된다. 따라서, 반도체 레이저(321)의 출력 빔은 이퀄라이저(303)으로부터의 제어 전압 신호가 되는 변조된 신호 전압에 비례하여 세기 변조된다. 변환기(301)로의 입력이 H 레벨 즉 광 방사 상태에 있을 때 본 장치는 제4도에 도시한 반도체 레이저 장치(1)과 같이 기능한다.

변환기(301)로의 입력이 L레벨에 있을 때, 제어기능 증폭유닛(10)으로부터의 출력은 문턱 값 검지기(307)과 레벨 시프터(306)으로의 입력이 된다. 변환기(301)로의 입력이 L레벨에 있을 때, 문턱 값 검지기(307)은 문턱 값을 검지하고, 레벨 시프트(306)은 소망 레벨 시프트를 수행하게 된다. 레벨 시프트(306)으로부터의 출력은 입력이 L레벨에 있을 동안 내부 피드백 저항 Rf와 스위치(305)를 통해 피드백되며, 따라서 제어기능 증폭유닛(10)으로부터의 출력이 고정된다. 펄스 발생기(302)는 이 동작을 적시화한다. 특히 펄스 발생기(302)로부터의 출력(310)은 레벨 시프트(11)의 출력이 영이 되도록 기능한다. 입력이 L레벨에 있는 동안, 반도체 레이저의 구동 전류는 영에 설정된다.

위 동작을 시늉 결과를 참조해 설명한다. 제12도는 온/오프 시간에 모니터 PD 전류의 응답 파형을 도시한다. 광량은 턴 오프 시각에 정확히 영이다. 턴 온 피드백 루프가 정규 상태에 설정된 즉시점에서, 어떤 오우버슈트도 없고 좋은 특성이 시현된다. 이는 제어기능 증폭유닛(10)이 지속적으로 피드백 작동을 계속하기 때문이다. 제13도는 온/오프 시간의 LD 구동 흐름의 응답 파형을 도시한다. LD 구동 전류가 턴-오프 시간에 영이라는 것을 인지해야 한다.

본 발명의 넷째 실시예에 따른 반도체 레이저 장치를 제14도를 참조하여 설명한다.

선행 실시예의 반도체 레이저 장치에 있어서, 고정 레벨은 반도체 레이저의 문턱 전류 레벨을 검지함으로써 검출된다. 그러나 이런 검지 방법에서 검지 시기는 몇몇 경우 정확히 검지될 수 있다.

부가하여, 선행 실시예의 반도체 레이저 장치에서 반도체 레이저의 턴-오프 상태를 턴-온 상태로 변화시키기 위한 신호부는 제어 루프에 영향을 준다. 결과적으로 오우버슈트가 광 방사 출력에서 일어날 수 있다.

더우기, 선행 실시예의 반도체 레이저 장치에 있어서 반도체 레이저 유닛 내에 견조된 광 검지기가 확산 지연으로 인한 정확한 저 밴드 차단 특성(LPF)으로부터 달라지는 열화된 주파수 특성을 나타낸다. 만약 반도체 레이저가 피드백 제어된다면 광 출력은 피드백 제어의 것과 역인 특성을 나타내고 펄스 특성은 나빠진다. 따라서 반도체 레이저 장치를 구비한 레이저 프린터의 경우, 인쇄 특성이 나빠진다.

상기 문제는 제14도에 도시한 넷째 실시예에 따른 반도체 레이저 장치에 의해 해결될 수 있다. 특정하게는, 외부 제어 신호(단자 IN311)가 레벨 변환기(301)에 의해 처리된다. 레벨 변환기(301)의 두 출력 신호중 하나가 루프 스위치 SW305와 샘플링/홀딩(sampling/holding) 회로(307)를 통해서 레벨 시프트 회로(11)에 제어 신호로써 입력된다. 레벨 변환기(301)의 또다른 출력 신호는 입력 제어 AMP(303)으로 공급되며 여기의 레벨은 광 출력을 제어하기 위한 제어 신호 레벨로 변화된다. 입력 제어 AMP(303)으로부터의 출력 진폭은 외부 저항기(313)에 의해 변화한다. 반전 버퍼(101)은 보상 회로(102)가 발생시킨 고 주파수 보상 전류를 피드백 지점에 공급하고, 따라서 반도체 레이저(321)의 온/오프 제어로 인한 오우버슈트를 방지한다. 반전 버퍼(101)로부터의 출력은 외부 공급 단자(104)(EQ)로 공급되며, 외부 회로(103)은 광 검지기(322)의 특성 열화를 보상한다.

특정하게는, 넷째 실시예의 반도체 레이저 장치에 있어서 제어 시스템에서 지속적으로 획득 가능한 신호 레벨이 광 방출 시각에서의 제어 출력 레벨이 된다는 것에 주의해야 한다. 이 사실에 기초하여 샘플링/홀딩 회로가 광 방출 시각에서의 레벨을 검지하기 위해 제공된다.

제7도에 도시한 실시예에서, 반도체 레이저(321)의 온/오프 제어는 개 루프 제어로써 출력 레벨 시프트(11)에 의해 성취된다. 따라서 지연 위상은 제7도의 실시예처럼 보상된다.

더우기, 입력 신호의 고 주파수 성분은 외부 회로(외부 저항 313)에 의해 피드백 지점에 전달된다. 따라서, 반도체 레이저 유닛(320)의 견조된 광 검지기(322)가 나타내는 소망스럽지 않은 특성이 보상된다.

상기 설명한 대로, 넷째 실시예의 반도체 레이저 장치에 있어서 고정 레벨은 광 반사 시간에서의 값에 설정된다. 따라서, 검지 적시화 과정 같은 복잡한 과정이 필요하지 않고 회로 구성은 단순화 된다. 또한 광 방사 시각에서의 오우버슈트가 회피되고 스위치 시간 조정도 필요치 않다. 또한, 광 검지기(322)의 특성이 외부 회로(외부 저항 313)에 의해 보상되기 때문에 장치 응용성이 증가한다.

본 발명의 첫째 실시예에 따른 반도체 레이저 장치를 사용하는 정보 기록/재생 장치가 제15도를 참조하여 설명된다. 특정하게는 제어기능 증폭유닛(10)과 구동 회로(13)을 포함하는 반도체 레이저 제어 회로(1)은 제어 전류 Ic와 게인 제어 전압 Vg를 발생시키기 위해 기록 파동 발생 회로(80)에 의해 제어된다. 제4도에 도시한 반도체 레이저(23)과 모니터 광 검지기(24)는 정상(stationary) 광 유닛(70)에 제공된다.

데이타가 광 디스크(78)상에 기입될 때, 반도체 레이저(23)은 아날로그 또는 디지탈 정보에 의해 변조된 제어 전류 Ic에 따라서 레이저 빔을 방사한다. 반도체 레이저(23)으로부터의 출력 빔은 평행화(collimator) 렌즈, 복합 프리즘, 갈바노식 거울, 재생 홀로그램 디바이스 등을 포함하는 광 유닛(70)에 의해 이동식 광 헤드(77)로 인도된다. 이동식 광 헤드(77)은 정보 기록/재생 장치 상에 회전 장착된 광 디스크(78)의 반지름 방향으로 선형 이동할 수 있도록 디자인되었다.

광 디스크(78) 상에 기록된 데이타가 재생되었을 때, 반도체 레이저(23)은 데이타 기록에 사용하는 레이저 빔보다 약한 세기의 레이저 빔을 판독 빔으로써 방사한다. 이 경우, 판독 빔은 광유닛(70)과 이동 광 헤드(77)로부터의 광 디스크(78)까지 인도받는다.

이 시기에 광 디스크(78)로부터 반사된 빔은 광 헤드(77)로부터 광 유닛(70)까지 회귀한다. 광 유닛(70)에서, 빔은 복합 프리즘(72)에 의해 분리되어 재생 프로그램 디바이스에 의해 재생 광 검지기(76) 상에 수렴한다.

반도체 레이저(23)으로부터의 출력 빔 일부분이 복합 프리즘에 의해 분리되어 광 검지기(24)로 입력된다. 따라서 빔은 광 검지기(24)의 광 수신 표면을 제외한 영역에는 방사되지 않는다. 따라서 불필요한 확산 지연 신호의 발생이 방지된다.

재생 광 검지기(76)의 검지 출력은 전(前) 증폭기와 수치 회로를 포함하는 수치 작동 회로(81)로 인도된다. 수치 작동 회로(81)에서, 재생 정보 신호와 서보 신호가 분리된다. 서보 신호는 이동식 광 헤드(77)을 제어하기 위해 서보 회로(83)으로 전송된다. 재생 정보 신호는 디지탈화 처리 이진 신호와 재생 클록을 발생시키기 위해 이진/PLL 회로(82)로 전송된다. 따라서 재생 신호는 디스크 제어기(84)로 입력된다. 디스크 제어기(84)는 모뎀 회로, 에러 교정 회로, 서보 회로(83)을 제어하기 위한 제어기, 기록 파동 발생 회로(80), SCSI 인터페이스 등을 포함한다. 디스크 제어기(84)는 반도체 레이저 제어 회로(1)의 비정규 검지 상태를 결정하고 정보 기록/재생 장치의 안정 작동을 성취한다.

녹음 파동 발생 회로(80)은 제어 전류 신호 Ic를 정확히 설정하기 위한 D/A 변환기, 반도체 레이저 제어 회로(1)로부터의 모니터 출력 신호를 판독하기 위한 A/D 변환기를 포함하고 데이타 버스를 통해 제어기(84)로써 데이타 전송을 수행한다.

본 발명의 셋째 원리에 따라 반도체 레이저 장치는 사용하는 이미지 기록 장치가 제16도를 참조하여 설명된다. 제16도에서, 이미지 제어기(도시 안됨)로부터의 비디오 신호(400) 출력은 인터페이스(401)을 통해 시퀀스 제어기(402)로부터 반도체 레이저 제어 회로(300)의 입력 단자(311)로 입력된다. 반도체 레이저 제어 회로(300)은 비디오 신호(400)에 기초해 산출된 레이저 제어 신호에 따라서 광량 설정 고정확도와 고속 응답 수행성을 가지고 레이저를 턴 온/오프한다. 제어회로(300)으로부터의 레이저 출력 빔은 평행화 렌즈(320)과 실린더 형 렌즈(321)을 통해 다각형 다면 거울(325)로 입사된다. 다각형 다면 거울(325)는 일정 속력으로 회전한다. 다각형 다면 거울(325)가 반사시킨 레이저 빔은 원환형(圓環形, toric) 렌즈(326)와 조합 렌즈(327)를 투과하여 그후 거울(331)에 의해 반사된다. 반사된 빔은 광 감응성 드럼(332)를 스캔한다.

광 감응성 드럼(332)는 일정 속력으로 회전하여 스캔 영역이 중첩되지 않도록 한다. 이미지가 드럼(332) 상에 도트 형태로 찍히며 형성된다. 도트가 부분적으로는 이미지를 생성하기 위해 중첩되므로 도트는 라인처럼 연결되고 연속 이미지가 획득된다. 변환기, 반도체 레이저 제어 회로(1)로부터의 모니터 출력 신호를 판독하기 위한 A/D 변환기를 포함하고 데이타 버스를 통해 제어기(84)로써 데이타 전송을 수행한다.

본 발명의 셋째 원리에 따라 반도체 레이저 장치는 사용하는 이미지 기록 장치가 제16도를 참조하여 설명된다. 제16도에서, 이미지 제어기(도시 안됨)로부터의 비디오 신호(400) 출력은 인터페이스(401)을 통해 시퀀스 제어기(402)로부터 반도체 레이저 제어 회로(300)의 입력 단자(311)로 입력된다. 반도체 레이저 제어 회로(300)은 비디오 신호(400)에 기초해 산출된 레이저 제어 신호에 따라서 광량 설정 고정확도와 고속 응답 수행성을 가지고 레이저를 턴 온/오프한다. 제어회로(300)으로부터의 레이저 출력 빔은 평행화 렌즈(320)과 실린더 형 렌즈(321)을 통해 다각형 다면 거울(325)로 입사된다. 다각형 다면 거울(325)는 일정 속력으로 회전한다. 다각형 다면 거울(325)가 반사시킨 레이저 빔은 원환형(圓環形, toric) 렌즈(326)와 조합 렌즈(327)를 투과하여 그후 거울(331)에 의해 반사된다. 반사된 빔은 광 감응성 드럼(332)를 스캔한다.

광 감응성 드럼(332)는 일정 속력으로 회전하여 스캔 영역이 중첩되지 않도록 한다. 이미지가 드럼(332) 상에 도트 형태로 찍히며 형성된다. 도트가 부분적으로는 이미지를 생성하기 위해 중첩되므로 도트는 라인처럼 연결되고 연속 이미지가 획득된다.

레이저 빔 적시점은 레이저 빔이 다각형 다면 거울(325) 표면 위에서 한번의 스캔 작동을 완결했을 때마다 광 검지기(330)에 의해 감지된다. 따라서, 레이저 제어 신호의 출력 적시점은 수평 동기 신호 발생기(403)에 의해 조정된다. 반도체 레이저 제어 회로(300)의 고속 응답 특성은 속도를 크게 증가시킨다. 고 광량 설정 정확도는 불분명한 인쇄를 완전히 방지하고 고 해상도 인쇄를 실현한다. 반면, 광량이 스캔 전에 제어되는 샘플링 방법은 광량을 제어하는 종래의 방법으로 알려져 있다. 종래의 방법에서, 시퀀스 제어기에 대한 로드는 크고 고 비용을 산출한다.

상기 설명한 대로, 본 발명에 따라서 첫째 가변 게인 증폭기가 제어 증폭기의 첫째 단계에 제공된다. 따라서 첫째 가변 게인 증폭기의 게인이 변화된다 하더라도, 높은 게인을 갖는 후 단계 제어 증폭기의 역동 범위는 열화되지 않는다. 따라서 고 정확도 제어를 특히 문턱 전류 변동이라는 문제가 있다 하더라도 수행할 수 있다. 둘째 가변 게인 증폭기가 피드백 제어 루프로부터 독립하여 제공되기는 하지만 피드백의 위상 보상은 독립적으로 수행될 수 있다. 부가하여, 게인이 가변이기 때문에 보상 수단의 상수는 변화될 필요가 없고 부분품과 조정을 위한 가격은 감소된다.

반도체 레이저에 대한 구동 전류가 제어 신호가 영 레벨에 있는 동안 영의 값에 강제되기 때문에, 파워 소비가 감축된다.

본 발명의 반도체 레이저 장치가 정보 기록/재생 장치에서 사용될 때, 여러 요소의 변화로 기인하는 문제가 해결될 수 있고 제조된 디바이스 수율이 증가될 수 있다.

또한, 본 발명의 반도체 레이저 장치가 정보 기록 장치에서 사용될 때 높은 질의 이미지가 고수준의 광량 턴-오프 비율로 인한 고속화, 고 수준의 광량 설정 정확도와 고속의 안정 펄스 특성으로 인해 획득된다.

부가적 이점과 변형이 본 분야의 기술자들에게는 쉽게 이뤄질 것이다. 따라서 본 발명은 더 넓은 측면에서 볼 때, 특정한 설명들과 여기 도시되고 설명된 전형적 장치들에만 한정되지 않는다. 따라서, 청구 범위와 그 동치의 것들에 의해 정의된 일반적 발명 개념의 정신과 범위에서 벗어나지 않고 여러가지의 변형을 만들 수 있다.

Claims (29)

1. 반도체 레이저; 상고 반도체 레이저의 출력 빔을 검지하는 광 검지기; 상기 반도체 레이저를 구동하는 구동 유닛; 외부에서 공급된 제어 신호와 상기 광 검지기의 출력 빔을 수신하고 상기 제어 신호와 광 검지기의 상기 출력 빔이 결정해 준 구동 신호를 상기 구동 유닛에게 제공하여, 반도체 레이저의 출력을 피드백 제어하기 위한 제어기능 증폭유닛; 및 피드백 제어 루프의 일시적이고 전기적인 행태에 따라서 상기 광 검지기, 상기 구동 유닛 및 상기 제어기능 증폭유닛으로 구성된 피드백 제어 루프의 위상을 능동 제어하기 위한 보상 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 보상 유닛이 가변 게인 증폭기 및 캐패시턴스와 저항기를 포함하는 CR 회로를 포함하고, 상기 제어 신호와 광 검지기의 상기 출력 빔이 상기 가변 게인 증폭기의 입력 단자에 제공되고, 상기 가변 게인 증폭기의 출력 단자가 상기 CR 회로의 한 단자에 연결되고, CR 회로의 또다른 단자는 제어기능 증폭유닛의 입력에 연결되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 가변 게인 증폭기가 상기 가변 게인 증폭기의 제어 밴드를 최소한 1.5배 이상 곱한 크기의 주파수 밴드까지 평탄(flat) 주파수 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저.
4. 제1항에 있어서, 상기 제어기능 증폭유닛이 최소한 첫째 단계 증폭기로 기능하는 가변 게인 차동 증폭기와 상기 첫째 단계 증폭기보다 더 큰 게인을 갖는 후단계 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 반도체 레이저, 상기 광 검지기, 상기 구동 유닛, 상기 제어기능 증폭유닛과 상기 보상 회로가 단일 칩 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 제어 신호에 값에 따라서 상기 피드백 제어의 모드를 변화시키기 위한 모드 가변 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 모드 가변 유닛이 상기 제어 신호의 값이 영을 유지하면서, 상기 반도체 레이저에 공급된 구동 전류가 영이 되도록 강제로 감소시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 모드 가변 유닛이 상기 제어 신호 값이 영을 유지하면서, 상기 제어기능 증폭유닛의 출력이 문턱 전류를 상기 반도체 레이저로 공급할 수 있는 값이 되도록 고정시키기 위한 고정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
9. 제6항에 있어서, 상기 반도체 레이저, 상기 광 검지기, 상기 구동 유닛, 상기 제어기능 증폭유닛, 상기 보상 유닛과 상기 모드 가변 유닛이 단일 칩 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
10. 반도체 레이저; 상기 반도체 레이저의 출력 빔을 검지하기 위한 광 검지기; 상기 반도체 레이저를 구동하기 위한 구동 유닛; 외부에서 공급된 제어 신호와 상기 광 검지기의 출력 빔을 수신하고 상기 제어 신호와 광 검지기의 상기 출력 빔을 상기 구동 유닛으로 공급하여, 반도체 레이저의 출력을 피드백 제어하기 위한 제어기능 증폭유닛; 및 상기 제어 신호의 값에 따라 상기 피드백 제어의 모드를 가변시키기 위한 모드 가변 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 모드 가변 유닛이 상기 제어 신호 값이 영을 유지하면서, 상기 반도체 레이저로 공급된 구동 전류를 영으로 강제로 감소시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
12. 제10항에 있어서, 상기 모드 가변 유닛이 상기 제어 신호 값이 영을 유지하면서, 상기 제어 기능 증폭 유닛의 출력이 문턱 전류를 상기 반도체 레이저로 공급할 수 있는 값이 되도록 고정시키기 위한 고정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
13. 제10항에 있어서, 상기 제어기능 증폭유닛이 최소한 첫째 단계 증폭기로 기능하는 가변 게인 차동 증폭기와 상기 첫째 단계 증폭기보다 더 큰 게인을 갖는 후단계 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
14. 제10항에 있어서, 상기 반도체 레이저, 상기 광 검지기, 상기 구동 유닛, 상기 제어기능 증폭유닛 및 상기 모드 가변 유닛이 단일 칩 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 장치.
15. 반도체 레이저, 상기 반도체 레이저의 출력 빔을 검지하기 위한 광 검지기, 상기 반도체 레이저를 구동하기 위한 구동 유닛, 외부에서 공급된 제어 신호와 상기 광검지기의 출력빔을 수신하고 상기 제어 신호와 광 검지기의 상기 출력 빔이 결졍해 준 구동 신호를 공급하여 반도체 레이저의 출력을 피드백 제어하기 위한 제어기능 증폭유닛, 및 피드백 제어 루프의 일시적이고 전기적인 행태에 따라서 상기 광 검지기, 상기 구동 유닛과 상기 제어기능 증폭유닛으로 구성된 피드백 제어 루프의 위상을 능동 제어하기 위한 보상 유닛을 갖는 반도체 레이저 장치; 상기 반도체 레이저 장치의 출력 빔을 기록 매체로 방사하는 방사 유닛; 기록 매체에서 반사된 빔을 검지하기 위한 검지 유닛; 상기 검지 유닛의 출력으로부터 재생 신호를 발생시키기 위한 재생 신호 발생 유닛; 및 상기 반도체 레이저 장치로 공급될 상기 제어 신호를 발생시키기 위한 제어 신호 발생 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록/재생 장치.
16. 제15항에 있어서, 반도체 레이저 장치의 상기 보상 유닛이 가변 게인 증폭기 및 캐패시턴스와 저항기를 포함하는 CR 회로를 포함하고, 상기 제어 신호와 광 검지기의 상기 출력 빔이 상기 가변 게인 증폭기의 입력 단자로 제공되고, 상기 가변 게인 증폭기의 출력 단자가 상기 CR 회로의 한 단자로 연결되고, CR 회로의 또 다른 단자가 제어기능 증폭유닛의 입력으로 연결되는 것을 특징으로 하는 정보 기록/재생 장치.
17. 제16항에 있어서, 상기 가변 게인 증폭기가 상기 가변 게인 증폭기의 제어 밴드를 최소한 1.5배 곱한 크기의 주파수 밴드까지 평탄 주파수 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 정보 기록/재생 장치.
18. 제15항에 있어서, 상기 제어기능 증폭유닛이 최소한 첫째 단계 증폭기로 기능하는 가변 게인 차동 증폭기와 상기 첫째 단계 증폭기 보다 큰 게인을 갖는 후 단계 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 기록/재생 장치.
19. 반도체 레이저, 상기 반도체 레이저의 출력 빔을 검지하기 위한 광 검지기, 상기 반도체 레이저를 구동하기 위한 구동 유닛, 외부에서 공급된 제어 신호와 상기 광검지기의 출력빔을 수신하고 상기 제어 신호와 광 검지기의 상기 출력 빔이 결졍해 준 구동 신호를 공급하여 반도체 레이저의 출력을 피드백 제어하기 위한 제어기능 증폭유닛, 및 피드백 제어 루프의 일시적이고 전기적인 행태에 따라서 상기 광 검지기, 상기 구동 유닛과 상기 제어기능 증폭유닛으로 구성된 피드백 제어 루프의 위상을 능동 제어하기 위한 보상 유닛을 갖는 반도체 레이저; 감광체 상에서 상기 반도체 레이저 장치의 출력빔을 스캔하기 위한 스캐닝 유닛; 상기 스캐닝 유닛의 스캐닝에 의해 형성된 잠재 이미지를 가시적으로 만들기 위한 이미지 형성 유닛; 및 상기 반도체 레이저 장치로 공급될 상기 제어 신호를 발생시키기 위한 재생 신호 발생 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 장치.
20. 제19항에 있어서, 상기 보상 유닛이 가변 게인 증폭기 및 캐패시턴스와 저항기를 포함하는 CR 회로를 포함하고, 상기 제어 신호와 광 검지기의 상기 출력 빔이 상기 가변 게인 증폭기의 입력 단자로 제공되고, 상기 가변 게인 증폭기의 출력 단자가 상기 CR 회로의 한 단자로 연결되고, CR 회로의 또다른 단자가 제어기능 증폭유닛의 입력으로 연결되는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 장치.
21. 제20항에 있어서, 상기 가변 게인 증폭기가 상기 가변 게인 증폭기의 제어 밴드를 최소한 1.5배 곱한 크기의 주파수 밴드까지 평탄 주파수 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 장치.
22. 제20항에 있어서, 상기 제어기능 증폭유닛이 최소한 첫째 단계 증폭기로 기능하는 가변 게인 차동 증폭기와 상기 첫째 단계 증폭기보다 높은 게인을 갖는 후단계 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 장치.
23. 제20항에 있어서, 상기 제어 신호의 값에 따라서 상기 피드백 제어의 모드를 가변시키기 위한 모드 가변 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 장치.
24. 제23항에 있어서, 상기 모드 가변 유닛이 상기 제어 신호의 값의 영을 유지하면서, 상기 반도체 레이저에 공급될 구동 전류가 영이 되도록 강제로 감소시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 장치.
25. 제23항에 있어서, 상기 모드 가변 유닛이 상기 제어 신호의 값이 영을 유지하면서, 상기 제어기능 증폭유닛의 출력이 상기 반도체 레이저로 문턱 전류를 공급할 수 있는 값이 되도록 고정시키기 위한 고정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 장치.
26. 반도체 레이저, 상기 반도체 레이저의 출력 빔을 검지하기 위한 광 검지기, 상기 반도체 레이저를 구동하기 위한 구동 유닛, 외부에서 공급된 제어 신호와 상기 광검지기의 출력빔을 수신하고 상기 제어 신호와 광 검지기의 상기 출력 빔이 결졍해 준 구동 신호를 공급하여 반도체 레이저의 출력을 피드백 제어하기 위한 제어기능 증폭유닛, 및 상기 제어 신호의 값에 따라서 상기 피드백 제어의 모드를 가변시키기 위한 모드 가변 유닛을 갖는 반도체 레이저 장치; 상기 반도체 레이저 장치의 출력 빔을 기록 매체로 방사하기 위한 방사 유닛; 기록 매체에서 반사된 빔을 검지하기 위한 검지 유닛; 및 상기 반도체 레이저 장치로 공급될 상기 제어 신호를 발생시키기 위한 재생 신호 발생 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 장치.
27. 제26항에 있어서, 상기 제어기능 증폭유닛이 첫째 단계 증폭기로 기능하는 가변 게인 차동 증폭기와 상기 첫째 단계 증폭기 보다 더 높은 게인을 갖는 후 단계 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 장치.
28. 제26항에 있어서, 상기 모드 가변 유닛이 상기 제어 신호의 값이 영을 유지하면서, 상기 반도체 레이저로 공급될 구동 전류가 영이 되도록 강제로 감소시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 장치.
29. 제26항에 있어서, 상기 모드 가변 유닛이 상기 제어 신호의 값이 영을 유지하면서, 상기 제어기능 증폭유닛의 출력이 문턱 전류를 상기 반도체 레이저로 공급할 수 있는 값이 되도록 고정하기 위한 고정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 장치.