KR100290262B1 - 레이저 다이오드 구동회로의 온도변화에 따른 광출력 소광비 보상회로 - Google Patents

레이저 다이오드 구동회로의 온도변화에 따른 광출력 소광비 보상회로 Download PDF

Info

Publication number
KR100290262B1
KR100290262B1 KR1019990008180A KR19990008180A KR100290262B1 KR 100290262 B1 KR100290262 B1 KR 100290262B1 KR 1019990008180 A KR1019990008180 A KR 1019990008180A KR 19990008180 A KR19990008180 A KR 19990008180A KR 100290262 B1 KR100290262 B1 KR 100290262B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
laser diode
modulation current
extinction ratio
driving circuit
Prior art date
Application number
KR1019990008180A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20000060108A (ko
Inventor
엄만용
정낙진
Original Assignee
권문구
엘지전선주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 권문구, 엘지전선주식회사 filed Critical 권문구
Priority to KR1019990008180A priority Critical patent/KR100290262B1/ko
Publication of KR20000060108A publication Critical patent/KR20000060108A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100290262B1 publication Critical patent/KR100290262B1/ko

Links

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
    • H01S5/0615—Q-switching, i.e. in which the quality factor of the optical resonator is rapidly changed
    • 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
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/131—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
    • H01S3/1317—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation by controlling the temperature
    • 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
    • H01S5/0687—Stabilising the frequency of the laser

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

본 발명은 레이저 다이오드 구동회로의 온도변화에 따른 광출력 소광비 보상회로에 관한 것으로, 특히 더미스터의 온도 보상 특성과 트랜지스터의 증폭원리를 이용하여 간단하게 설계함으로써, 증폭기등의 능동소자수를 줄여 저렴한 가격으로 점점더 소형화 되고 있는 광통신용 송신모듈의 디바이스내에 노이즈의 개입을 줄이고 부품수를 줄여 보다 적은 공간내에서 부품 실장을 실현하여 보다 나은 성능을 구현할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 구동회로의 온도변화에 따른 광출력 소광비 보상회로에 관한 것이다.

Description

레이저 다이오드 구동회로의 온도변화에 따른 광출력 소광비 보상회로{The optical power compensation circuit for extinction ratio in LD driving circuit}
본 발명은 레이저 다이오드 구동회로의 온도변화에 따른 광출력 소광비 보상회로에 관한 것으로, 특히 더미스터의 온도 보상 특성과 트랜지스터의 증폭원리를 이용하여 간단하게 설계함으로써, 증폭기등의 능동소자수를 줄여 저렴한 가격으로 점점더 소형화 되고 있는 광통신용 송신모듈의 디바이스내에 노이즈의 개입을 줄이고 부품수를 줄여 보다 적은 공간내에서 부품 실장을 실현하여 보다 나은 성능을 구현할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 구동회로의 온도변화에 따른 광출력 소광비 보상회로에 관한 것이다.
일반적으로, 레이저 다이오드의 특성곡선은 도 1a 및 도 1b에 나타낸 바와같이 온도가 상승함에 따라 문턱전류(Ith)가 증가하고 기울기가 둔화하게 된다.
따라서 소광비(ER = P1/P0, P1 = '1'레벨의 광출력, P0 = '0'레벨이 광출력)가 감소하여 전송효율이 낮아진다.
한편, 일반적으로 국제전기통신 규격은 광통신용 송신모듈의 경우 소광비를 8dB내지 10dB이상으로 규격화 하고 있기 때문에, 문턱 전류가 기준이상으로 높아지거나 소광비가 감소하게 되면 전송효율이 낮아져 국제전기통신 규격에 미치지 못하는 경우가 발생하게 된다.
종래의 광출력의 소광비(Extinction Ratio) 기술은 도 2와 같이 편균광출력 설정에 의한 자동출력 제어(Automatic Power Control) 회로(10)를 채택하여 바이어스 전압을 천이 시키는 방법을 많이 사용하고 있다.
그러나, 이 방법은 레이저 다이오드 특성곡선의 기울기가 온도에 따라 심하게 변화할 경우, 광출력의 소광비가 온도가 상승할수록 급격하게 감소하여 전송효율이 낮아진다.
따라서, 이와 같은 문제점을 보완하기 위하여 도 3과 같은 일명 '피크-투-피크' 방식에 의한 변조전류 보상방법으로서 '0' 및 '1'레벨의 광출력의 차를 미리 설정된 '1' 레벨에서 감산한 후 그 차이만큼 변조전류를 보상하는 방법을 앞의 방법에 추가하여 사용하고 있으나, 이는 레이저 다이오드의 이면에 부착되어 있는 모니터 PD의 전류가 미세하여 각각의 레벨에서 증폭기를 이용하여 증폭한 후 연산증폭기를 거쳐 감산해야 하는데 능동소자의 증가로 인한 노이즈의 증가와 데이터 전송율의 고속화에 따른 IC 선택의 부담, 그리고 최근 점점 초소형화로 집적화 되어 가고 있는 광소자 디비이스의 설계시 제한된 공간내의 부품실장에 어려움이 있다.
본 발명은 레이저 다이오드의 특성곡선이 도 1a와 같이 온도변화에 따라 변화하게 되는바, 온도가 상승할수록 특성곡선의 기울기가 완만하게 둔화되어 변조전류의 진폭이 일정할 경우, 평균 광출력을 온도에 관계없이 일정하게 유지하기 위해서는 저온에서보다 고온에서 레이저 다이오드의 광출력의 '1'레벨(P1)이 작아지고, '0'레벨(P0)이 상승하게 되어 온도가 상승함에 따라 소광비가 감소하게 되고 이는 전송효율을 감소시킨다.
따라서, 온도가 상승함에 따라 저온에서와 같은 일정한 소광비를 유지하기 위해서는 변조전류의 증가가 요구되는바, 본 발명에서는 이와같은 변조전류제어 방법으로서 도 4와 같이 더미스터의 온도 보상 특성과 트랜지스터의 증폭원리를 이용하여 간단하게 설계함으로써, 증폭기등의 능동소자수를 줄여 저렴한 가격으로 점점더 소형화 되고 있는 광통신용 송신모듈의 디바이스내에 노이즈의 개입을 줄이고 부품수를 줄여 보다 적은 공간내에서 부품 실장을 실현하여 보다 나은 성능을 구현할 수 있도록 설계하는 것이 특징이다.
도 1a는 레이저 다이오드 특성 곡선 변화 그래프.
도 1b는 온도변화에 따른 레이저 다이오드 특성 곡선 변화 그래프.
도 2는 종래의 레이저 다이오드 구동회로.
도 3은 종래의 레이저 다이오드 구동회로 실시예도.
도 4는 본 발명의 레이저 다이오드 구동회로.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10: 자동출력 제어회로 20: 변조전류 가변회로
Q: 스위칭 트랜지스터 Rth: 더미스터
이하에서 도면을 참조로 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 구성은 평균 광출력 설정의 자동 출력 제어방식에 의한 바이어스 전압을 천이함으로써 광출력의 소광비를 제어하는 기존의 구동회로에, 레이저 다이오드 구동회로의 온도가 상승하면 변조전류의 진폭을 증가시키고 온도가 하강하면 변조전류의 진폭을 감소시키는 변조전류의 진폭을 온도에 따라 가변하는 변조전류 가변 회로(20)를 도 4와 같이 추가하였다.
변조전류 가변회로(20)를 보다 상세히 설명하면, 변조전류의 진폭을 온도에 따라 증가시키기 위해서 더미스터 저항(Rth)을 트랜지스터(Q1)의 베이스와 콜렉터 사이에 연결하고, 콜렉터의 상단에 고정저항(R1)을 통하여 기준전압(Vref)에 연결하였다.
즉, 본 발명은 레이저 다이오드의 케소드와 연결되어 레이저 다이오드에 공급되는 바이어스 전압을 가변하여 광출력을 일정하게 하는 자동출력 제어회로부(10)와;
레이저 다이오드 구동회로의 온도가 상승하면 변조전류의 진폭을 증가시키고 온도가 하강하면 변조전류의 진폭을 감소시키는 변조전류 가변 회로(20)로 구성한다.
상기 변조전류 가변회로(20)는 온도가 상승하면 저항값이 낮아지고, 온도가 하강하면 저항값이 상승하는 더미스터(Rth)와;
상기 더미스터를 베이스단과 콜렉터단에 연결하여 온도가 상승하면 에미터와 콜렉터를 통과하는 전류를 상승시켜 변조전류의 진폭을 증가시키고, 온도가 하강하면 에미터단과 콜렉터단을 통과하는 전류를 하강시켜 변조전류의 진폭을 감소시키는 스위칭 트랜지스터(Q)를 포함하여 이루어진다.
이 경우 고정저항(R1)은 변조 전류 1차 설정용이고, 더미스터 저항(Rth)은 레이저 다이오드 특성곡선의 온도상승에 따른 기울기 감소에 변조전류를 증가시키기 위한 온도 보상용이 된다.
본 발명의 작동은 온도가 상승하면 더미스터 저항(Rth)이 감소하여 트랜지스터(Q1)의 베이스 전류가 증가하게 되고 콜렉터 전류(Ic = β * Ib) 또한 증가하고 Ie = Ib + Ic의 변조전류 증가로 이어지게 된다.
여기서 더미스터 저항(Rth)과 트랜지스터(Q1)의 선택은 레이저 다이오드의 특성곡선이 온도에 따라 변화하는 정도에 따라 결정된다.
상술한 바와같이 본 발명은 더미스터의 온도 보상 특성과 트랜지스터의 증폭원리를 이용하여 간단하게 설계함으로써, 증폭기등의 능동소자수를 줄여 저렴한 가격으로 점점더 소형화 되고 있는 광통신용 송신모듈의 디바이스내에 노이즈의 개입을 줄이고 부품수를 줄여 보다 적은 공간내에서 부품 실장을 실현하여 보다 나은 성능을 구현할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (2)

  1. 레이저 다이오드의 케소드와 연결되어 레이저 다이오드에 공급되는 바이어스 전압을 가변하여 광출력을 일정하게 하는 자동출력 제어회로부(10)와;
    레이저 다이오드 구동회로의 온도가 상승하면 변조전류의 진폭을 증가시키고 온도가 하강하면 변조전류의 진폭을 감소시키는 변조전류 가변 회로(20)로 구성한 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 구동회로의 온도변화에 따른 광출력 소광비 보상회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 변조전류 가변회로(20)는 온도가 상승하면 저항값이 낮아지고, 온도가 하강하면 저항값이 상승하는 더미스터(Rth)와;
    상기 더미스터를 베이스단과 콜렉터단에 연결하여 온도가 상승하면 에미터와 콜렉터를 통과하는 전류를 상승시켜 변조전류의 진폭을 증가시키고, 온도가 하강하면 에미터단과 콜렉터단을 통과하는 전류를 하강시켜 변조전류의 진폭을 감소시키는 스위칭 트랜지스터(Q)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 레이저 다이오드 구동회로의 온도변화에 따른 광출력 소광비 보상회로.
KR1019990008180A 1999-03-12 1999-03-12 레이저 다이오드 구동회로의 온도변화에 따른 광출력 소광비 보상회로 KR100290262B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990008180A KR100290262B1 (ko) 1999-03-12 1999-03-12 레이저 다이오드 구동회로의 온도변화에 따른 광출력 소광비 보상회로

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990008180A KR100290262B1 (ko) 1999-03-12 1999-03-12 레이저 다이오드 구동회로의 온도변화에 따른 광출력 소광비 보상회로

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000060108A KR20000060108A (ko) 2000-10-16
KR100290262B1 true KR100290262B1 (ko) 2001-05-15

Family

ID=19576286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990008180A KR100290262B1 (ko) 1999-03-12 1999-03-12 레이저 다이오드 구동회로의 온도변화에 따른 광출력 소광비 보상회로

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100290262B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100763896B1 (ko) * 2002-01-09 2007-10-05 삼성전자주식회사 광 통신용 레이져 다이오드 구동 방법 및 장치
KR100498452B1 (ko) * 2002-10-29 2005-07-01 삼성전자주식회사 레이저 다이오드 구동 회로
KR100621216B1 (ko) * 2004-12-10 2006-09-13 한국전자통신연구원 아날로그/디지탈 혼합 방식 온도보상 기능을 구비한 광송신 장치
KR100670829B1 (ko) 2005-12-12 2007-01-19 한국전자통신연구원 레이저 다이오드의 소광비 보상 장치 및 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6151887A (ja) * 1984-08-21 1986-03-14 Nec Corp 半導体レ−ザの駆動装置
JPH02140985A (ja) * 1988-11-21 1990-05-30 Nippon Digital Equip Kk レーザダイオード駆動方法および装置
JPH0590673A (ja) * 1991-09-27 1993-04-09 Mitsubishi Electric Corp 光送信器
JPH0661555A (ja) * 1992-08-11 1994-03-04 Fujitsu Ltd レーザダイオード駆動回路
US5761230A (en) * 1995-05-22 1998-06-02 Nec Corporation Laser-diode driving circuit with temperature compensation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6151887A (ja) * 1984-08-21 1986-03-14 Nec Corp 半導体レ−ザの駆動装置
JPH02140985A (ja) * 1988-11-21 1990-05-30 Nippon Digital Equip Kk レーザダイオード駆動方法および装置
JPH0590673A (ja) * 1991-09-27 1993-04-09 Mitsubishi Electric Corp 光送信器
JPH0661555A (ja) * 1992-08-11 1994-03-04 Fujitsu Ltd レーザダイオード駆動回路
US5761230A (en) * 1995-05-22 1998-06-02 Nec Corporation Laser-diode driving circuit with temperature compensation

Also Published As

Publication number Publication date
KR20000060108A (ko) 2000-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4819241A (en) Laser diode driving circuit
KR101184836B1 (ko) 반도체 레이저 구동 장치, 반도체 레이저 구동 방법, 광 송신 장치, 광 배선 모듈, 및 전자 기기
US6597209B2 (en) Semiconductor laser driving circuit
JP3226624B2 (ja) レーザダイオード駆動回路及び光伝送装置
JP2002511658A (ja) レーザダイオードの温度補償
KR20020061956A (ko) 전력증폭기의 온도 보상 회로
KR100290262B1 (ko) 레이저 다이오드 구동회로의 온도변화에 따른 광출력 소광비 보상회로
US5107362A (en) Optical transmission apparatus
US6021144A (en) Automatic power control circuit for a laser driver
KR100286399B1 (ko) 반도체 레이저 장치 및 그에 따른 펌핑 회로
JP3008608B2 (ja) 電界吸収型光変調器駆動方法
KR100290261B1 (ko) 온도감지수단을 이용한 레이저 다이오드 구동회로의 변조전류 제어회로
WO1999030390A1 (en) Automatic compensation of cnr and omi in a laser transmitter
JP2531117B2 (ja) 高速ａｐｃ回路
US20040258116A1 (en) Laser diode driving circuit
US7227119B2 (en) Current voltage converter circuit
KR200179054Y1 (ko) 광중계기용 광모듈
KR100765361B1 (ko) 자동 온도 보상기능을 갖는 레이저 다이오드 구동회로 및구동 방법
JP2773675B2 (ja) 光結合モジュールの製造方法
JPH10303485A (ja) レーザーモジュールの制御回路
JP2710974B2 (ja) 光送信装置
JPH0738185A (ja) 発光素子の駆動回路
Nakamura et al. 1.2 V, 35 mW CMOS optical transceiver ICs for 50 Mbit/s burst-mode communication
JPH03214935A (ja) レーザダイオード駆動回路
KR100376797B1 (ko) 레이저 다이오드의 이득 감소 보상 회로

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20060926

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee