KR100517685B1 - 반도체레이저구동회로 및 반도체레이저구동방법 - Google Patents

반도체레이저구동회로 및 반도체레이저구동방법 Download PDF

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Abstract

반도체레이저구동회로는 상이한 목표동작전압을 갖는 복수의 반도체레이저소자(1a,1b)를 구동하고, 상기 반도체레이저소자(1a,1b)를 위한 전원전압 +Vcc, +Vdd를 발생시키는 전원, 하나의 전원전압 +Vcc, +Vdd로부터 다른 +Vdd, +Vcc로 전환하는 전원전압전환수단(2a), 상기 반도체레이저소자(1a,1b)가 각각의 목표동작전압으로 되도록, 상기 전원전압을 사용하여 상기 반도체레이저소자(1a,1b)에 구동전류를 공급하는 전류증폭부(100)를 구비한다.

Description

반도체레이저구동회로 및 반도체레이저구동방법{SEMICONDUCTOR LASER DRIVING CIRCUIT AND SEMICONDUCTOR LASER DRIVING METHOD THEREFOR}
본 발명은 반도체레이저구동회로 및 반도체레이저구동방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 예컨대 광디스크에 기록 및 재생을 행하기 위한 청자색(violet)의 단파장 레이저와 적색의 장파장 레이저의 경우와 같이, 목표동작전압이 상이한 복수의 반도체레이저소자를 구동하는 반도체레이저구동회로에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이와 같은 반도체레이저구동회로를 동작시키는 반도체레이저구동방법에 관한 것이다.
광디스크에 기록 및 재생을 행하기 위해서, CD(Compact Disc), MD(Mini Disc) 등의 광디스크장치에는 780-nm 대의 발진파장을 갖는 반도체레이저소자가 채용되고, DVD(digital versatile disc) 등의 광디스크장치에는 650-nm 대의 발진파장을 갖는 반도체레이저소자가 채용되고 있다.
종래, 음성 및 영상 데이터의 기록 및 재생을 행하거나, 또는 퍼스널 컴퓨터에 탑재되는 광디스크장치중에는, DVD 계의 기록과 재생 및 CD 계의 기록과 재생에 공용하기 위해서, 2개의 파장에 대응하는 두 가지의 반도체레이저소자를 1개의 하우징(housing)에 탑재한 것이 알려져 있다. 상기한 종류의 광디스크장치는, 장치비용의 감소 및 소비전력의 저감을 위해, 두 가지의 반도체레이저소자를 1개의 반도체레이저구동회로에 의해 구동하는 장치를 포함한다.
예컨대, 엘란텍사(Elantec Inc.)에 의해 제작된 CD-DVD 콤비네이션 레이저 드라이버(제품번호 : EL6290C)는, 탑재되어 있는 두 가지의 반도체레이저소자를 동일한 5-V의 전원전압을 사용하는 구동회로에 의해 구동하고 있다.
또한, 테믹사(TEMIC Corp.)에 의해 제작되고, DVD-RAM 및 CD-RW에 적응 가능한 5-채널 레이저 드라이버(제품번호 : T0800)는, 탑재되어 있는 두 가지의 반도체레이저소자를 동일한 5-V의 전원전압에서 고속스위칭하는 전류증폭회로에 의해 구동하고 있다.
반도체레이저소자의 발진파장은 소자의 구성재료에 따라 변화된다. 이에 의해, 상이한 재료로 이루어진 반도체레이저소자는 각각 상이한 발진파장을 갖고, 발진파장이 상이한 반도체레이저소자는 각각 고유의 목표동작전압을 갖는다. 예컨대, 650-nm 대의 반도체레이저소자의 목표동작전압은 780-nm 대의 반도체레이저소자의 목표동작전압보다 0.5 V 정도 높다(단, 각 전압은 약 2 V 이하이다).
여기서, 동일한 전원전압을 채용하는 종래의 구동회로에서는, 목표동작전압이 높은 650-nm 대의 반도체레이저소자에 우선적으로 전원전압을 설정한다. 이에 의해, 목표동작전압이 낮은 780-nm 대의 반도체레이저소자를 구동하는 경우에는, 최적레벨을 넘는 전원전압을 사용하여 구동한다. 그 결과, 반도체레이저구동회로에 의해 소비전력을 낭비한다고 하는 문제가 있다.
또한, 종래의 구동회로에서는, 반도체레이저소자의 전환시에 주기가 짧은 서지 등의 불필요한 펄스가 발생하지 않도록, 하나의 반도체레이저소자만을 구동하는 경우에 있어서도, 양 반도체레이저소자에 대응하는 전류증폭회로의 전원을 항상 ON상태로 하고 있다. 그리고, 반도체레이저소자를 선택하는 것에 의해 발광과 비발광간의 전환을 행한다. 이 때문에, 비발광의 반도체레이저소자에 대응하는 전류증폭회로도 동작하고 있다. 이에 의해 불필요한 전력을 소비하고 있다는 문제가 있었다.
상기 반도체레이저구동회로에 의해 소비되는 상기 불필요한 전력의 대부분은 열로 변환되기 때문에, 반도체레이저구동회로를 탑재한 광디스크장치내의 온도가 상승한다고 하는 문제가 있었다.
또한, 반도체레이저구동회로는 매우 많은 전력을 소비하기 때문에, 전원으로서 전지를 사용하는 경우에는 전지의 사용시간이 감소된다고 하는 문제도 있었다.
또한, 최근에 400-nm 대의 파장을 갖는 반도체레이저소자도 개발되어 있다. 400-nm 대의 반도체레이저소자를 동작시키는 경우, 다이오드특성을 만족시키기 위해 소자 양단을 교차하는 전압으로서 약 3 V 정도의 전압이 필요하고, 발광 문턱치 부근에서도 소자 양단을 교차하는 전압으로서 4 V를 넘는 전압값이 필요하다. 그 결과, 400-nm 대의 반도체레이저소자를 구동하기 위한 전원전압으로서, 5 V를 넘는 전압값(+9 V 정도)이 필요하다. 상기 장파장의 반도체레이저소자에 가하여, 이 400-nm 대의 반도체레이저소자를 동일한 전원전압(+9 V 정도)을 사용하여 구동하는 경우, 소비전력의 낭비가 더욱 증가하는 등, 상술한 문제가 보다 심각하게 된다.
본 발명의 목적은 목표동작전압이 상이한 복수의 반도체레이저소자를 전환에 의해 구동하여, 소비전력을 저감할 수 있는 반도체레이저구동회로를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 반도체레이저구동회로를 적정하게 동작시키는 반도체레이저구동방법을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 실현하기 위해서, 본 발명은 서로 상이한 목표동작전압을 갖는 복수의 반도체레이저소자를 전환에 의해 구동하는 반도체레이저구동회로로서,
상기 각 반도체레이저소자를 위한 상이한 레벨의 복수의 전원전압을 발생시키는 전원;
상기 반도체레이저소자의 목표동작전압에 따라 상기 전원전압들중에서 전환에 의해 전원전압을 선택하는 전원전압전환수단; 및
상기 반도체레이저소자중 하나가 그 목표동작전압으로 되도록, 전환에 의해 선택된 전원전압에 의해 상기 반도체레이저소자중 하나에 구동전류를 공급하는 전류증폭부를 구비하는 반도체레이저구동회로를 제공한다.
단, "목표동작전압"이란, 반도체레이저소자를 적정하게 동작시키기 위한 전압을 의미한다.
본 발명의 반도체레이저구동회로에 의하면, 전원은 상기 반도체레이저소자를 위한 상이한 레벨의 전원전압을 발생시키고, 전원전압전환수단은 상기 반도체레이저소자의 목표동작전압에 따라 상기 전원전압들중에서 전환에 의해 전원전압을 선택한다. 전류증폭부는, 상기 반도체레이저소자중 하나가 각각의 목표동작전압으로 되도록, 선택된 전원전압을 사용하여 상기 반도체레이저소자중 하나에 구동전류를 공급한다. 따라서, 상기 반도체레이저소자는 각각의 목표동작전압에 대응하는 최적레벨의 전원전압을 사용하여 구동된다. 즉, 목표동작전압이 낮은 반도체레이저소자는 저레벨의 전원전압을 사용하여 구동되고, 목표동작전압이 높은 반도체레이저소자는 고레벨의 전원전압을 사용하여 구동된다. 그 결과, 목표동작전압이 낮은 반도체레이저소자를 구동하는 경우, 목표동작전압이 낮은 반도체레이저소자를 고레벨의 전원전압을 사용하여 구동할 가능성이 없어진다. 따라서, 종래의 경우에 비해 소비전력을 저감할 수 있다. 또한, 필요 없는 전력소비에 의한 온도상승의 문제, 및 전원으로서 전지를 사용하는 경우의 전지의 사용시간 감소의 문제를 회피할 수 있다.
또한, 목표동작전압이 낮은 반도체레이저소자를 고레벨의 전원전압을 사용하여 구동할 가능성이 없어지기 때문에, 주기가 짧은 서지 등의 불필요한 펄스의 진폭이 제한된다. 따라서, 반도체레이저소자가 파손되는 것 같은 예상치 못한 사고가 감소된다.
본 발명의 일 실시예에서, 반도체레이저구동회로는 상기 복수의 반도체레이저소자중에서 상기 전류증폭부로부터의 구동전류를 수신하는 반도체레이저소자를 전환에 의해 선택하는 반도체레이저소자전환수단을 더 구비한다.
이 실시예에 의하면, 반도체레이저소자전환수단에 의해 상기 복수의 반도체레이저소자중에서 상기 전류증폭부로부터의 구동전류를 수신하는 반도체레이저소자가 선택된다. 선택되지 않은 반도체레이저소자에는 구동전류가 공급되지 않는다. 그 결과, 상기 전류증폭부의 회로요소를 상기 반도체레이저소자간에 공유함으로써, 1개의 반도체레이저소자에 대해서만 회로요소를 제공할 수 있다. 따라서, 회로구성을 간소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 전류증폭부는 상기 각 반도체레이저소자마다 독립적으로 제공된 회로요소를 포함한다.
이 실시예에 의하면, 전원전압전환수단에 의해 전원전압이 선택되면, 그 후 전류증폭부는, 상기 반도체레이저소자중 하나가 각각의 목표동작전압으로 되도록, 상기 회로요소중 하나로부터 상기 반도체레이저소자중 하나로 구동전류를 공급할 수 있다. 그 결과, 반도체레이저소자전환수단, 예컨대 반도체레이저소자전환스위치를 제공할 필요가 없어진다. 또한, 상기 전류증폭부의 각 회로요소는 대응하는 반도체레이저소자에 대하여 최적설계가 가능하여, 설계의 자유도가 증가한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 복수의 반도체레이저소자는, 400-nm 대의 발진파장을 갖는 반도체레이저소자를 포함한다.
일반적으로, 400-nm 대의 발진파장을 갖는 반도체레이저소자는 4 V 내지 6 V의 범위내의 목표동작전압을 갖는다. 따라서, +9 V 정도의 전원전압이 필요하다. 이 일 실시예의 반도체레이저구동회로는, 목표동작전압이 높고 400-nm 대의 발진파장을 갖는 반도체레이저소자를 구동한다. 그러나, 이 회로는, 상기한 목적을 위해 전원전압(+9 V 정도)을 사용하여, 목표동작전압이 낮은 반도체레이저소자 예컨대 목표동작전압이 2 V 정도이고 780-nm 대 또는 650-nm 대의 발진파장을 갖는 반도체레이저소자를 구동하지 않는다. 따라서, 소비전력이 저감된다. 특히, 장파장대의 반도체레이저소자의 기록동작시에는, 반도체레이저소자를 통해 흐르는 구동전류가 커지기 때문에, 전원전압을 낮추는 것이 저소비전력화에 효과적이다.
또한, 이 회로는 목표동작전압이 낮은 반도체레이저소자를 상기 전원전압(+9 V 정도)을 사용하여 구동하지 않기 때문에, 주기가 짧은 서지 등의 불필요한 펄스의 진폭이 제한된다. 따라서, 반도체레이저소자가 파손되는 것 같은 예상치 못한 사고가 감소된다.
본 발명은 상기 반도체레이저구동회로를 동작시키는 반도체레이저구동방법으로서,
상기 전류증폭부로부터의 구동전류를 수신하는 반도체레이저소자를 전환하는 동안, 그 전환에 관계된 반도체레이저소자를 위한 전원전압을 OFF상태로 하는 반도체레이저구동방법을 제공한다.
본 발명의 반도체레이저구동방법에 의하면, 상기 전류증폭부로부터의 구동전류를 수신하는 반도체레이저소자를 전환하는 동안, 그 전환에 관계된 반도체레이저소자를 위한 전원전압을 OFF상태로 한다. 이에 의해, 상기 전환을 하는 동안, 그 전환에 관계된 반도체레이저소자에는 상기 전류증폭부로부터의 구동전류가 공급되지 않는다. 따라서, 그 전환에 관계된 반도체레이저소자가, 그 전환에 수반되는 서지 등의 불필요한 전류에 의해 파손되거나, 또는 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다. 이 효과는, 400-nm 대의 반도체레이저소자로부터 780-nm 대 또는 650-nm 대의 반도체레이저소자로의 전환시에 특히 효과적이다.
또한, 본 발명은, 상기 반도체레이저구동회로를 동작시키는 반도체레이저구동방법으로서,
상기 복수의 반도체레이저소자중 목표동작전압이 낮은 반도체레이저소자로부터 목표동작전압이 높은 반도체레이저소자로 전환할 때는 반도체레이저소자의 전환을 전원전압의 전환 전에 행하는 한편,
목표동작전압이 높은 반도체레이저소자로부터 목표동작전압이 낮은 반도체레이저소자로 전환할 때는 전원전압의 전환을 반도체레이저소자의 전환 전에 행하는 반도체레이저구동방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 목표동작전압이 낮은 반도체레이저소자를 위한 저레벨의 전원전압에서 반도체레이저소자간의 전환을 행할 수 있다. 즉, 이 구성에 의해 목표동작전압이 높은 반도체레이저소자를 위한 고레벨의 전원전압을 사용하여 목표동작전압이 낮은 반도체레이저소자를 구동할 가능성이 없어진다. 따라서, 상기 전환에 관계된 반도체레이저소자가 그 전환에 수반되는 서지 등의 불필요한 전류에 의해 파손되거나, 또는 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명을 도시된 실시예에 의해 상세히 설명한다.
제1 실시예
도1은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체레이저구동회로의 구성을 도시하고 있다.
이 반도체레이저구동회로에는, 2개의 반도체레이저소자(1a,1b), 전원, 전류증폭부(100), 전압제어부(101), 제어부(102), 신호입력부(103), 전원전압전환수단으로서의 전원전압전환스위치(2a) 및 반도체레이저소자전환수단으로서의 반도체레이저전환스위치(2b)가 제공되어 있다.
2개의 반도체레이저소자(1a,1b)는 서로 상이한 목표동작전압을 가진다. 전원은 이 반도체레이저소자(1a,1b)를 위한 상이한 레벨의 전원전압 +Vcc, +Vdd를 발생시킨다(편의상, 상기 전압은 상기 발생전압과 동일한 부호로 나타내며, 단 +Vcc < +Vdd로 한다). 전원전압전환스위치(2a)는, 전원전압 +Vcc, +Vdd와 전류증폭부(100) 사이에 개재되어 있다. 반도체레이저전환스위치(2b)는 전류증폭부(100)와 반도체레이저소자(1a,1b) 사이에 개재되어 있다.
반도체레이저소자(1a)는, GaAs 기판상에 형성되고 650-nm 대의 발진파장 및 1.5 V 내지 1.7 V의 목표동작전압을 가진다. 이 반도체레이저소자(1a)를 구동하기 위한 저레벨의 전원전압은 4 V, 즉 +Vcc = +4 V이다. 한편, 반도체레이저소자(1b)는, GaN 기판상에 형성되고 400-nm 대의 발진파장 및 4.7 V 내지 6 V의 목표동작전압을 가진다. 이 반도체레이저소자(1b)를 구동하기 위한 고레벨의 전원전압은 +9 V, 즉 +Vdd = +9 V 이다.
이 반도체레이저소자(1a,1b)는, 광디스크장치의 1개의 케이싱(casing)내에 탑재되어 있고, 전환 방식으로 구동되는 것을 예정하고 있다.
상기 반도체레이저소자(1a,1b)의 캐소드는 접지되어 있다. 상기 반도체레이저소자(1a,1b)의 애노드와 반도체레이저전환스위치(2b) 사이에는 각각 전류제한용저항 Ra, Rb가 개재되어 있다.
제어부(102)는, 신호입력부(103)에 입력된 신호에 기초하여 반도체레이저소자를 위한 구동전압파형, 상기 전환스위치(2a,2b)의 ON, OFF, 및 기타 이 반도체레이저구동회로 전체의 동작을 제어한다.
전원전압전환스위치(2a)는 스위치(2a1) 및 스위치(2a2)로 구성된다. 스위치 (2a1)는 전류증폭부(100)에 대하여 저레벨의 전원전압 +Vcc의 공급을 ON, OFF하기 위한 것이다. 스위치(2a2)는 전류증폭부(100)에 대하여 고레벨의 전원전압 +Vdd의 공급을 ON, OFF하기 위한 것이다.
전류증폭부(100)는, 동작시에 상기 반도체레이저소자(1a,1b)가 각각의 목표동작전압을 갖도록, 전원전압전환스위치(2a)를 통해 공급된 전원전압을 이용하여 상기 각 반도체레이저소자(1a,1b)에 구동전류를 공급한다. 이 예에서, 전류증폭부(100)의 회로요소는, 상기 반도체레이저소자(1a,1b)에 의해 공유되고, 전환되는 어느 전원전압에서나 동작할 수 있다. 즉, 상기 회로는 1개의 반도체레이저소자분의 회로요소로 간단하게 구성되어 있다.
전압제어부(101)는, 제어부(102)로부터의 제어신호에 기초하여, 동작시에 상기 반도체레이저소자(1a,1b)가 각각의 목표동작전압을 갖도록, 전류증폭부(100)의 구동전류를 조정한다.
신호입력부(103)에는, 이 반도체레이저구동회로의 외부로부터, 전류증폭부 (100)로부터의 구동전류를 수신하는 반도체레이저소자(1a,1b)간의 선택을 위한 전환신호, 및 상기 반도체레이저소자(1a,1b)를 구동하기 위한 신호가 공급된다. 반도체레이저소자(1a,1b)를 구동하기 위한 신호는, 광디스크기록재생장치의 재생시에 APC(Auto Power Control) 제어를 하기 위한 재생구동신호, 고주파중첩신호 등을 포함한다. 또한, 기록시에, 기록펄스폭을 결정하기 위한 디지털신호 및 기록 파워를 결정하기 위한 DC 전압신호 등이 포함된다.
반도체레이저전환스위치(2b)는, 반도체레이저소자(1a)를 선택할지 비선택으로 할지를 전환하기 위한 스위치(2b1), 및 반도체레이저소자(1b)를 선택할지 비선택으로 할지를 전환하기 위한 스위치(2b2)로 구성되어 있다. 스위치(2b1)에 의해 반도체레이저소자(1a)가 선택되었을 때는, 전류증폭부(100)로부터의 구동전류가 전류제한용저항 Ra를 통해 반도체레이저소자(1a)로 공급된다. 스위치(2b1)에 의해 반도체레이저소자(1a)가 비선택되었을 때는, 전류증폭부(100)로부터의 구동전류가 반도체레이저소자(1a)로 공급되지 않고, 반도체레이저소자(1a)의 애노드가 접지된다. 마찬가지로, 스위치(2b2)에 의해 반도체레이저소자(1b)가 선택되었을 때는, 전류증폭부(100)로부터의 구동전류가 전류제한용저항 Rb를 통해 반도체레이저소자(1b)로 공급된다. 스위치(2b2)에 의해 반도체레이저소자(1b)가 비선택되었을 때는, 전류증폭부(100)로부터의 구동전류가 반도체레이저소자(1b)로 공급되지 않고, 반도체레이저소자(1b)의 애노드가 접지된다.
이 반도체레이저구동회로에 의하면, 반도체레이저소자(1a)를 구동할 때는, 스위치(2b1)에 의해 반도체레이저소자(1a)가 선택되고, 스위치(2b2)에 의해 반도체레이저소자(1b)가 비선택으로 된다. 이와 동시에, 스위치(2a1)가 ON되어, 저레벨의 전원전압 +Vcc가 전류증폭부(100)에 대하여 공급된다. 또, 스위치(2a2)는 OFF되어, 전류증폭부(100)에 대한 고레벨의 전원전압 +Vdd의 공급은 OFF된다. 이에 의해, 목표동작전압이 낮은 반도체레이저소자(1a)는 저레벨의 전원전압 +Vcc를 사용하여 구동된다. 반도체레이저소자(1b)를 구동할 때는, 스위치(2b2)에 의해 반도체레이저소자(1b)가 선택되고, 스위치(2b1)에 의해 반도체레이저소자(1a)가 비선택으로 된다. 이와 동시에, 스위치(2a2)가 ON되어, 고레벨의 전원전압 +Vdd가 전류증폭부(100)에 대하여 공급된다. 또, 스위치(2a1)는 OFF되어, 전류증폭부(100)에 대한 저레벨의 전원전압 +Vcc의 공급은 OFF된다. 이에 의해, 목표동작전압이 높은 반도체레이저소자 (1b)는 고레벨의 전원전압 +Vdd를 사용하여 구동된다.
상기와 같이, 이 반도체레이저구동회로에 의하면, 상기 반도체레이저소자 (1a,1b)는 각각의 목표동작전압에 대응하는 최적레벨의 전원전압 +Vcc 및 +Vdd를 사용하여 구동된다. 즉, 이 구성에 의해, 목표동작전압이 낮은 반도체레이저소자 (1a)를 목표동작전압이 높은 반도체레이저소자(1b)를 위한 고레벨의 전원전압 +Vdd를 사용하여 구동할 가능성이 없어진다. 따라서, 종래의 경우에 비해 소비전력을 저감할 수 있다. 또한, 필요 없는 전력소비에 의한 온도상승의 문제, 및 전원으로서 전지를 사용하는 경우의 사용시간 감소의 문제를 회피할 수 있다.
또한, 이 반도체레이저구동회로에서는, 구동대상인 반도체레이저소자를 전환할 때 수반되는 서지 등의 불필요한 전류에 의해 반도체레이저소자가 파손되는 것을 방지하기 위해서, 다음에 설명하는 제1 구동방법 또는 제2 구동방법을 채용하는 것이 바람직하다. 이 구동방법은, 스위치(2a,2b)의 전환방법을 규정한 것이다.
(1) 제1 구동방법
제1 구동방법에 의하면, 구동대상을 목표동작전압이 낮은 반도체레이저소자 (1a)로부터 목표동작전압이 높은 반도체레이저소자(1b)로 전환할 때는, 전원전압전환스위치(2a)에 의해 전원전압을 전환하기 전에 반도체레이저전환스위치(2b)에 의해 반도체레이저소자를 전환한다. 목표동작전압이 높은 반도체레이저소자(1b)로부터 목표동작전압이 낮은 반도체레이저소자(1a)로 전환할 때는, 반도체레이저전환스위치(2b)에 의해 반도체레이저소자를 전환하기 전에 전원전압전환스위치(2a)에 의해 전원전압을 전환한다.
예컨대 현재, 목표동작전압이 낮은 반도체레이저소자(1a)를 구동하고 있는 것으로 한다. 이 때, 전원전압스위치(2a)의 +Vcc 스위치(2a1)는 ON상태, +Vdd 스위치(2a2)는 OFF상태, 반도체레이저전환스위치(2b)의 스위치(2b1)는 선택상태, 스위치 (2b2)는 비선택상태에 있다. 여기서 구동대상을 목표동작전압이 낮은 반도체레이저소자(1a)로부터 목표동작전압이 높은 반도체레이저소자(1b)로 전환하는 것으로 한다. 이 때, 전원전압스위치(2a)의 +Vcc 스위치(2a1)를 ON상태, +Vdd 스위치(2a2)를 OFF상태로 유지한 채로, 우선 반도체레이저전환스위치(2b)의 스위치(2b1)를 비선택상태, 스위치(2b2)를 선택상태로 전환한다. 그 후, 전원전압스위치(2a)의 +Vcc 스위치(2a1)를 OFF상태, +Vdd 스위치(2a2)를 ON상태로 전환한다.
반대로, 구동대상을 목표동작전압이 높은 반도체레이저소자(1b)로부터 목표동작전압이 낮은 반도체레이저소자(1a)로 전환할 때는, 우선 전원전압스위치(2a)의 +Vcc 스위치(2a1)를 ON상태, +Vdd 스위치(2a2)를 OFF상태로 전환한다. 그 후, 반도체레이저전환스위치(2b)의 스위치(2b1)를 선택상태, 스위치(2b2)를 비선택상태로 전환한다.
이 제1 구동방법에 의하면, 목표동작전압이 낮은 반도체레이저소자(1a)를 위한 저레벨의 전원전압 +Vcc에서 반도체레이저소자를 전환할 수 있다. 즉, 이 구성에 의해 목표동작전압이 높은 반도체레이저소자(1b)를 위한 고레벨의 전원전압 +Vdd에서 목표동작전압이 낮은 반도체레이저소자(1a)로 전환될 가능성이 없어진다. 따라서, 상기 전환에 관계된 반도체레이저소자(1a)가, 상기 전환에 수반되는 서지 등의 불필요한 전류에 의해 파손되거나, 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다. 요컨대, 전원의 전환에 의한 스트레스가 제거된다.
(2) 제2 구동방법
제2 구동방법에 의하면, 구동대상인 반도체레이저소자(1a,1b)를 반도체레이저전환스위치(2b)에 의해 전환할 때, 상기 전환에 관계된 반도체레이저소자(1a,1b)를 위한 전원전압을 OFF상태로 한다.
예컨대 현재, 목표동작전압이 낮은 반도체레이저소자(1a)를 구동하고 있는 것으로 한다. 이 때, 전원전압스위치(2a)의 +Vcc 스위치(2a1)는 ON상태, +Vdd 스위치(2a2)는 OFF상태, 반도체레이저전환스위치(2b)의 스위치(2b1)는 선택상태, 스위치 (2b2)는 비선택상태에 있다. 여기서 구동대상을 목표동작전압이 낮은 반도체레이저소자(1a)로부터 목표동작전압이 높은 반도체레이저소자(1b)로 전환하는 것으로 한다. 이 때, 우선 전원전압스위치(2a)의 +Vcc 스위치(2a1)를 OFF상태로 전환한다 (+Vdd 스위치(2a2)는 OFF상태대로 있다). 그 후, 반도체레이저전환스위치(2b)의 스위치(2b1)를 비선택상태, 스위치(2b2)를 선택상태로 전환한다. 또한 그 후, 전원전압스위치(2a)의 +Vdd 스위치(2a2)를 ON상태로 전환한다(+Vcc 스위치(2a1)는 OFF상태대로 있다).
반대로, 구동대상을 목표동작전압이 높은 반도체레이저소자(1b)로부터 목표동작전압이 낮은 반도체레이저소자(1a)로 전환할 때는, 우선 전원전압스위치(2a)의 +Vdd 스위치(2a2)를 OFF상태로 전환한다(+Vcc 스위치(2a1)는 OFF상태대로 있다). 그 후, 반도체레이저전환스위치(2b)의 스위치(2b1)를 선택상태, 스위치(2b2)를 비선택상태로 전환한다. 또한 그 후, 전원전압스위치(2a)의 +Vcc 스위치(2a1)를 ON상태로 전환한다(+Vdd 스위치(2a2)는 OFF상태대로 있다).
이 제2 구동방법에 의하면, 구동대상인 반도체레이저소자(1a,1b)를 반도체레이저전환스위치(2b)에 의해 전환하는 사이, 상기 전환에 관계된 반도체레이저소자 (1a,1b)에는 전류증폭부(100)로부터 구동전류가 전혀 공급되지 않는다. 따라서, 반도체레이저소자(1a,1b)가, 그 전환에 수반되는 서지 등의 불필요한 전류에 의해 파손되거나, 수명이 단축되는 것을 완전히 방지할 수 있다. 이 제2 구동방법은, 제1 구동방법과 비교하여, 전원의 전환에 의한 스트레스가 전혀 없다는 점이 우수하다. 이 효과는 400-nm 대의 반도체레이저소자(1b)로부터 780-nm 대의 반도체레이저소자 (1a)로의 전환시에, 특히 효과적이다.
제2 실시예
도2는, 제2 실시예의 반도체레이저구동회로의 구성을 도시하고 있다. 단, 도1에 도시된 것과 동일한 요소에 관해서는 동일한 기호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
이 반도체레이저구동회로는, 전류증폭부(100)내에 각 반도체레이저소자 (1a,1b)에 대응하는 회로요소로서 전류증폭회로(100a,100b)가 제공되어 있는 점, 및 반도체레이저전환스위치(2b)가 생략되어 있는 점이 도1에 도시된 반도체레이저구동회로와 상이하다.
상기 전류증폭부(100)의 전류증폭회로(100a)는 저레벨의 전원전압 +Vcc를 수신하고, 상기 전원전압 +Vcc를 사용하여 목표동작전압이 낮은 반도체레이저소자 (1a)에 구동전류를 공급한다. 한편, 전류증폭회로(100b)는, 고레벨의 전원전압 +Vdd를 수신하고, 상기 전원전압 +Vdd를 사용하여 반도체레이저소자(1b)에 구동전류를 공급한다. 즉, 이 전류증폭회로(100a,100b)는 각 반도체레이저소자(1a,1b)마다 독립적으로 제공되고, 서로 독립적으로 동작한다.
이 구성에 의하면, 구동대상인 반도체레이저소자(1a,1b)의 전환은, 전원전압스위치(2a)에 의한 전원전압 +Vcc, +Vdd의 ON, OFF 전환에 의해서만 달성된다. 즉, 스위치(2a1)에 의해 전압 +Vcc가 ON상태로 설정되고, 스위치(2a2)에 의해 전압 +Vdd가 OFF상태로 설정되면, 그 후 ON상태의 전원전압 +Vcc를 수신하는 전류증폭회로 (100a)로부터 상기 대응하는 반도체레이저소자(1a)로 구동전류가 공급된다. 이 때, 반도체레이저소자(1b)에는 구동전류가 공급되지 않는다. 스위치(2a1)에 의해 전압 +Vcc가 OFF상태로 설정되고, 스위치(2a2)에 의해 전압 +Vdd가 ON상태로 설정되면, 그 후 ON상태의 전원전압 +Vdd를 수신하는 전류증폭회로(100b)로부터 대응하는 반도체레이저소자(1b)로 구동전류가 공급된다. 이 때, 반도체레이저소자(1a)에는 구동전류가 공급되지 않는다.
따라서, 이 반도체레이저구동회로에 의하면, 상기 반도체레이저소자(1a,1b)는 각각의 목표동작전압에 대응하는 최적레벨의 전원전압 +Vcc 및 +Vdd를 사용하여 구동된다. 즉, 이 구성에 의해 목표동작전압이 낮은 반도체레이저소자(1a)를 목표동작전압이 높은 반도체레이저소자(1b)를 구동하기 위한 고레벨의 전원전압 +Vdd를 사용하여 구동할 가능성이 없어진다. 따라서, 종래의 경우에 비해 소비전력을 더욱 저감할 수 있다. 또한, 필요 없는 전력소비에 의한 온도상승의 문제, 및 전원으로서 전지를 사용하는 경우의 사용시간 감소의 문제를 회피할 수 있다.
제1 실시예에 비해 전류증폭부(100)의 회로요소는 증가하지만, 상술과 같이 반도체레이저전환스위치(2b)가 생략되기 때문에, 회로구성이 간소화된다. 또한, 상기 전류증폭부(100)의 전류증폭회로(100a,100b)는 대응하는 반도체레이저소자에 대하여 최적 설계가 가능하므로, 설계의 자유도가 증가한다.
또한, 이 반도체레이저구동회로에서는, 구동대상인 반도체레이저소자(1a,1b)를 전환할 때, 전원전압스위치(2a)내의 스위치(2a1,2a2)를 일단 함께 OFF상태로 함으로써, 제1 실시예의 제2 구동방법과 마찬가지의 효과가 얻어질 수 있다. 즉, 스위치(2a1)와 스위치(2a2)를 일단 함께 OFF상태로 하면, 전환에 관계된 반도체레이저소자(1a,1b)로는 구동전류가 전혀 공급되지 않는다. 따라서, 반도체레이저소자 (1a,1b)가 상기 전환에 수반되는 서지 등의 불필요한 전류에 의해 파손되거나, 또는 수명이 단축되는 것을 완전히 방지할 수 있다.
본 발명에 의하면, 목표동작전압이 낮은 반도체레이저소자를 위한 저레벨의 전원전압에서 반도체레이저소자간의 전환을 행할 수 있다. 즉, 이 구성에 의해 목표동작전압이 높은 반도체레이저소자를 위한 고레벨의 전원전압을 사용하여 목표동작전압이 낮은 반도체레이저소자를 구동할 가능성이 없어진다. 따라서, 상기 전환에 관계된 반도체레이저소자가 그 전환에 수반되는 서지 등의 불필요한 전류에 의해 파손되거나, 또는 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.
이상 본 발명이 설명되었지만, 본 발명은 여러 가지 방식으로 다양화 될 수 있음이 분명하다. 이러한 변경은 본 발명의 범위와 정신을 벗어난 것으로 간주되지 않고, 첨부된 특허 청구의 범위 내에서 이러한 모든 변경이 용이하게 실시될 수 있음을 당업자들에게 명백하게 될 것이다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 반도체레이저구동회로의 구성을 도시하는 도면이고,
도2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체레이저구동회로의 구성을 도시하는 도면이다.

Claims (6)

  1. 서로 상이한 목표동작전압을 갖는 복수의 반도체레이저소자를 전환에 의해 구동하는 반도체레이저구동회로로서,
    상기 각 반도체레이저소자를 위한 상이한 레벨의 복수의 전원전압을 발생시키는 전원;
    상기 반도체레이저소자의 목표동작전압에 따라 상기 전원전압들중에서 전환에 의해 전원전압을 선택하는 전원전압전환수단; 및
    상기 반도체레이저소자중 하나가 그 목표동작전압으로 되도록, 전환에 의해 선택된 전원전압에 의해 상기 반도체레이저소자중 하나에 구동전류를 공급하는 전류증폭부를 구비하는 반도체레이저구동회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 반도체레이저소자중에서 상기 전류증폭부로부터의 구동전류를 수신하는 반도체레이저소자를 전환에 의해 선택하는 반도체레이저소자전환수단을 더 구비하는 반도체레이저구동회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전류증폭부는 상기 각 반도체레이저소자마다 독립적으로 제공된 회로요소를 포함하는 반도체레이저구동회로.
  4. 제1항에 있어서, 상기 복수의 반도체레이저소자는, 400-nm 대의 발진파장을 갖는 반도체레이저소자를 포함하는 반도체레이저구동회로.
  5. 서로 다른 목표동작전압을 갖는 복수의 반도체 레이저 소자를 전환하여 구동하는 반도체 레이저 구동회로를 동작시키는 반도체레이저 구동방법으로, 상기 반도체 레이저 구동회로는,
    상기 각 반도체 레이저 소자를 위한 상이한 레벨의 복수의 전원 전압을 발생시키는 전원;
    상기 각 반도체 레이저 소자의 목표동작전압에 따라 상기 복수의 전원전압중에서 전환에 의해 전원전압을 선택하는 전원전압 전환수단;
    상기 전환에 의해 선택된 전원전압을 사용하여, 상기 반도체 레이저 소자의 하나가 그의 목표 동작 전압으로 되도록, 상기 반도체 레이저 소자의 하나에 구동전류를 공급하는 전류증폭부; 및
    상기 복수의 반도체 레이저 소자 중 상기 전류증폭부로부터의 구동전류를 받는 반도체 레이저 소자를 전환에 의해 선택하는 반도체 레이저 소자 전환수단을 구비하는, 상기 반도체 레이저 구동방법에 있어서,
    상기 복수의 반도체 레이저 소자 중 목표 동작 전압이 낮은 반도체 레이저 소자로부터 목표 동작 전압이 높은 반도체 레이저 소자로 전환할 때,
    고레벨 전원전압용의 전원전압 전환수단을 오프 상태인 채로, 저레벨 전원전압용의 전원전압 전환수단을 온 상태로부터 오프 상태로 전환하는 스텝;
    다음에, 상기 목표 동작 전압이 낮은 반도체 레이저 소자용의 반도체 레이저 소자 전환 수단을 선택상태로부터 비선택상태로 전환하는 스텝;
    다음에, 상기 목표 동작 전압이 높은 반도체 레이저 소자용의 반도체 레이저 소자 전환 수단을 비선택상태로부터 선택상태로 전환하는 스텝; 및
    다음에, 상기 저레벨 전원전압용의 전원전압 전환수단은 오프 상태인 채로, 상기 고레벨 전원전압용의 전원전압 전환수단을 오프 상태로부터 온 상태로 전환하는 스텝을 구비하는 한편,
    목표 동작 전압이 높은 반도체 레이저 소자로부터 목표 동작 전압이 낮은 반도체 레이저 소자로 전환할 때,
    상기 저레벨 전원전압용의 전원전압 전환수단을 오프 상태인 채로, 상기 고레벨 전원전압용의 전원전압 전환수단을 온 상태로부터 오프 상태로 전환하는 스텝;
    다음에, 상기 목표 동작 전압이 낮은 반도체 레이저 소자 전환 수단을 비선택상태로부터 선택상태로 전환하는 스텝;
    다음에, 상기 목표 동작 전압이 높은 반도체 레이저 소자 전환 수단을 선택상태로부터 비선택상태로 전환하는 스텝; 및
    다음에, 상기 고레벨 전원전압용의 전원전압 전환수단을 오프 상태인 채로, 상기 저레벨 전원전압용의 전원전압 전환수단을 오프 상태로부터 온 상태로 전환하는 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체레이저 구동방법.
  6. 서로 다른 목표동작전압을 갖는 복수의 반도체 레이저 소자를 전환하여 구동하는 반도체 레이저 구동회로를 동작시키는 반도체레이저 구동방법으로, 상기 반도체 레이저 구동회로는,
    상기 각 반도체 레이저 소자를 위한 상이한 레벨의 복수의 전원 전압을 발생시키는 전원;
    상기 각 반도체 레이저 소자의 목표동작전압에 따라 상기 복수의 전원전압중에서 전환에 의해 전원전압을 선택하는 전원전압 전환수단;
    상기 전환에 의해 선택된 전원전압을 사용하여, 상기 반도체 레이저 소자의 하나가 그의 목표 동작 전압으로 되도록, 상기 반도체 레이저 소자의 하나에 구동전류를 공급하는 전류증폭부; 및
    복수의 반도체 레이저 소자 중 상기 전류증폭부로부터의 구동전류를 받는 반도체 레이저 소자를 전환에 의해 선택하는 반도체 레이저 소자 전환수단을 구비하는, 상기 반도체 레이저 구동방법에 있어서,
    상기 복수의 반도체 레이저 소자 중 목표 동작 전압이 낮은 반도체 레이저 소자로부터 목표 동작 전압이 높은 반도체 레이저 소자로 전환할 때는,
    고레벨 전원전압용의 전원전압 전환수단을 오프 상태인 채로, 또한, 저레벨 전원전압용의 전원전압 전환수단을 온 상태인 채로, 상기 목표 동작 전압이 낮은 반도체 레이저 소자의 상기 반도체 레이저 소자 전환 수단을 선택상태로부터 비선택상태로 전환함과 아울러, 상기 목표 동작 전압이 높은 반도체 레이저 소자의 상기 반도체 레이저 소자 전환 수단을 비선택상태로부터 선택상태로 전환하는 스텝; 및
    다음에, 상기 저레벨 전원전압용의 전원전압 전환수단을 온 상태로부터 오프 상태로 전환함과 아울러, 상기 고레벨 전원전압용의 전원전압 전환수단을 오프 상태로부터 온 상태로 전환하는 스텝을 구비하여,
    상기 반도체 레이저 소자의 전환을 상기 전원전압의 전환보다도 먼저 행하는 한편,
    목표 동작 전압이 높은 반도체 레이저 소자로부터 목표 동작 전압이 낮은 반도체 레이저 소자로 전환할 때는,
    저레벨 전원전압용의 전원전압 전환수단을 오프 상태로부터 온 상태로 전환함과 아울러, 고레벨 전원전압용의 전원전압 전환수단을 온 상태로부터 오프 상태로 전환하는 스텝; 및
    다음에, 상기 목표 동작 전압이 낮은 반도체 레이저 소자 전환 수단을 비선택상태로부터 선택상태로 전환함과 아울러, 상기 목표 동작 전압이 높은 반도체 레이저 소자 전환 수단을 선택상태로부터 비선택상태로 전환하는 스텝을 구비하여,
    상기 전원전압의 전환을 상기 반도체레이저소자의 전환보다도 먼저 행하는 것을 특징으로 하는 반도체레이저 구동방법.
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