JPH0142513B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0142513B2 JPH0142513B2 JP11424582A JP11424582A JPH0142513B2 JP H0142513 B2 JPH0142513 B2 JP H0142513B2 JP 11424582 A JP11424582 A JP 11424582A JP 11424582 A JP11424582 A JP 11424582A JP H0142513 B2 JPH0142513 B2 JP H0142513B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- temperature
- thermistor
- optical output
- semiconductor laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired
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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
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/06804—Stabilisation of laser output parameters by monitoring an external parameter, e.g. temperature
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は半導体レーザの駆動回路に関し、高速
変調時の温度特性を改良しようとするものであ
る。
変調時の温度特性を改良しようとするものであ
る。
技術の背景
半導体レーザを駆動するのに広く採用される方
法は、一定の信号電流と可変バイアス電流を重畳
するというものである。即ち、温度、レーザ素子
の劣化などによる閾値変化、光出力の変化などを
検出し、バイアス電流を変化させて光出力を一定
に保とうとするものである。
法は、一定の信号電流と可変バイアス電流を重畳
するというものである。即ち、温度、レーザ素子
の劣化などによる閾値変化、光出力の変化などを
検出し、バイアス電流を変化させて光出力を一定
に保とうとするものである。
従来技術と問題点
しかしながらこの方法では信号電流は一定とし
ているので温度あるいはレーザ素子の劣化による
量子効率の変化を補償することができず、高速変
調時に光出力波形の変動、消光比の変動を引き起
す。第１図でこれを説明すると、Ｉはレーザ駆動
電流、Ｌは光出力、T1，T2，T3は該電流対光出
力の温度T1，T2，T3における特性を示す。温度
はT1＜T2＜T3である。T2が標準温度とし、L0が
所望（基準）光出力とすると、レーザ駆動電流は
パルス電流IP2に選ばれる。そして従来方式では
温度がT3の如く大になるとパルス電流IPはその
まゝにしてバイアス電流をIB2からIB4に変え、
光出力をL0に維持していた。しかしこのように
すると無信号でも電流IB4が流れ、発光が見られ
て消光比が悪くなる。なお光出力の制御は平均値
が一定になるようにするのが普通なので、常時発
光があればバイアス電流の変更はそれを含めたも
のになる（図示状態より若干小になる）。温度が
下つた場合も同様であり、この場合はバイアス電
流を小にして平均光出力が一定になるようにす
る。
ているので温度あるいはレーザ素子の劣化による
量子効率の変化を補償することができず、高速変
調時に光出力波形の変動、消光比の変動を引き起
す。第１図でこれを説明すると、Ｉはレーザ駆動
電流、Ｌは光出力、T1，T2，T3は該電流対光出
力の温度T1，T2，T3における特性を示す。温度
はT1＜T2＜T3である。T2が標準温度とし、L0が
所望（基準）光出力とすると、レーザ駆動電流は
パルス電流IP2に選ばれる。そして従来方式では
温度がT3の如く大になるとパルス電流IPはその
まゝにしてバイアス電流をIB2からIB4に変え、
光出力をL0に維持していた。しかしこのように
すると無信号でも電流IB4が流れ、発光が見られ
て消光比が悪くなる。なお光出力の制御は平均値
が一定になるようにするのが普通なので、常時発
光があればバイアス電流の変更はそれを含めたも
のになる（図示状態より若干小になる）。温度が
下つた場合も同様であり、この場合はバイアス電
流を小にして平均光出力が一定になるようにす
る。
またレーザには発振遅延時間があり、電流IP
が閾値（横軸Ｉと特性線T1，T2…の交点）から
立上る場合発振遅延時間がほゞ零であるが、閾値
以外の場合は遅延が生じる。これは特に高速変調
時に入力パルス波形と出力光出力波形との間の相
似性をくずし、光出力の検出には固定基準値以上
の検出出力を取出すという方式をとるのが普通な
ので、検出出力パルスのパルス幅変動を招く（高
温のときパルス幅が大に、低温のとき小になる）。
これは信号が000…のときと111…のとき等では受
信出力の変化態様が異なるというパターン効果を
生じ、好ましくない。
が閾値（横軸Ｉと特性線T1，T2…の交点）から
立上る場合発振遅延時間がほゞ零であるが、閾値
以外の場合は遅延が生じる。これは特に高速変調
時に入力パルス波形と出力光出力波形との間の相
似性をくずし、光出力の検出には固定基準値以上
の検出出力を取出すという方式をとるのが普通な
ので、検出出力パルスのパルス幅変動を招く（高
温のときパルス幅が大に、低温のとき小になる）。
これは信号が000…のときと111…のとき等では受
信出力の変化態様が異なるというパターン効果を
生じ、好ましくない。
発明の目的
本発明は温度変化による量子効率の変化を補償
し、使用温度範囲において常に一定の光出力およ
び消光比を確保でき、出力波形変動のないレーザ
駆動回路を提供しようとするものである。
し、使用温度範囲において常に一定の光出力およ
び消光比を確保でき、出力波形変動のないレーザ
駆動回路を提供しようとするものである。
発明の構成
本発明は一対のトランジスタのエミツタを抵抗
に共通に接続し、一方のトランジスタのコレクタ
に半導体レーザを接続したレーザ駆動回路におい
て、前記抵抗の一部をサーミスタとし、該サーミ
スタにはコンデンサを並列に接続して、周囲温度
変化によるレーザ発光閾値の変動に一致して変る
バイアス電流を半導体レーザに流すようにし、ま
た前記トランジスタの一方に加える入力信号を半
導体レーザの平均光出力が一定になるように制御
するようにしてなることを特徴とするが、次に実
施例を参照しながらこれを説明する。
に共通に接続し、一方のトランジスタのコレクタ
に半導体レーザを接続したレーザ駆動回路におい
て、前記抵抗の一部をサーミスタとし、該サーミ
スタにはコンデンサを並列に接続して、周囲温度
変化によるレーザ発光閾値の変動に一致して変る
バイアス電流を半導体レーザに流すようにし、ま
た前記トランジスタの一方に加える入力信号を半
導体レーザの平均光出力が一定になるように制御
するようにしてなることを特徴とするが、次に実
施例を参照しながらこれを説明する。
発明の実施例
第２図は本発明の実施例を示す。高速レーザ駆
動回路にはCML（カレントモードロジツク）回路
が用いられるが、本発明ではその共通エミツタ回
路にサーミスタを挿入する。図で１０，１２はト
ランジスタ、１４は抵抗で、これらはCMLを構
成する。１６，１８はCMLの負荷抵抗、２０は
半導体レーザ、２２はインダクタンスである。２
４はサーミスタで、CMLのエミツタ抵抗の一部
を置き換たものである（残部は固定抵抗１４が受
持つ）。２６は交流（信号）成分をバイパスする
コンデンサである。トランジスタの一方１０には
入力信号Sgが、他方１２には基準電圧Vrが付加
される。この回路はサーミスタ２４を除いて又は
固定抵抗として考えると通常と同じであり、入力
信号Sgはバイアス電流IBと信号パルスIPとの和
（但し電圧に換算したもの）であつて、標準温度
ではIB＝Vrである。従つて無信号時にはトラン
ジスタ１２がオン、１０はオフで電流はトランジ
スタ１２側に流れ、信号パルスが入るとトランジ
スタ１０がオン、１２はオフに切換わり、レーザ
２０はパルスIP2で駆動され、光出力L0を生じる。
温度が変ると閾値及び光出力が変るが、従来は平
均光出力を検出してそれが一定になるようにイン
ダクタンス２２を通してレーザ２０の直流電流
（バイアス電流）を調整していた。本回路ではサ
ーミスタ２４を設けるので動作は次の如くなる。
動回路にはCML（カレントモードロジツク）回路
が用いられるが、本発明ではその共通エミツタ回
路にサーミスタを挿入する。図で１０，１２はト
ランジスタ、１４は抵抗で、これらはCMLを構
成する。１６，１８はCMLの負荷抵抗、２０は
半導体レーザ、２２はインダクタンスである。２
４はサーミスタで、CMLのエミツタ抵抗の一部
を置き換たものである（残部は固定抵抗１４が受
持つ）。２６は交流（信号）成分をバイパスする
コンデンサである。トランジスタの一方１０には
入力信号Sgが、他方１２には基準電圧Vrが付加
される。この回路はサーミスタ２４を除いて又は
固定抵抗として考えると通常と同じであり、入力
信号Sgはバイアス電流IBと信号パルスIPとの和
（但し電圧に換算したもの）であつて、標準温度
ではIB＝Vrである。従つて無信号時にはトラン
ジスタ１２がオン、１０はオフで電流はトランジ
スタ１２側に流れ、信号パルスが入るとトランジ
スタ１０がオン、１２はオフに切換わり、レーザ
２０はパルスIP2で駆動され、光出力L0を生じる。
温度が変ると閾値及び光出力が変るが、従来は平
均光出力を検出してそれが一定になるようにイン
ダクタンス２２を通してレーザ２０の直流電流
（バイアス電流）を調整していた。本回路ではサ
ーミスタ２４を設けるので動作は次の如くなる。
サーミスタは周知のように周囲温度が上ると抵
抗が小になり、周囲温度が下ると抵抗が大になる
負性抵抗素子であるから、第２図の回路で周囲温
度が上るとサーミスタ２４の抵抗は小となり、共
通エミツタ接続点Ｅの電位（これもＥで示す。他
もこれに準ずる）がＥ＝Vr−VBEになるまで抵抗
１４およびサーミスタ２４を流れる電流が増大す
る（こゝでVBEはトランジスタ１０のベース・エ
ミツタ間電圧）。温度が下つた場合はこの逆で、
サーミスタ２４の抵抗が増大し、このため電流は
減少する。固定抵抗２４およびサーミスタ２４の
抵抗を適当に選択すると、前述の閾値、第２図で
言えばSg＞Vrとなつて電流がトランジスタ１２
から１０へスイツチングする時の電流値が第１図
に示す如く温度による変化するように設定でき
る。またサーミスタ２４はコンデンサ２６により
バイパスされているので交流的にはないのと同様
で、そして図示しない回路によりレーザ２０の平
均光出力を検出し、それが一定になるように信号
Sgを調整し、第１図に示すように温度がT3の如
く高ければ駆動電流パルスIP3にまた温度がT1の
如く低ければ駆動電流パルスIP1にする。このよ
うにすると温度の高低に拘わらずバイアス電流
IBは閾値に、レーザ駆動電流パルスは平均光出
力が一定になるように調整できる。
抗が小になり、周囲温度が下ると抵抗が大になる
負性抵抗素子であるから、第２図の回路で周囲温
度が上るとサーミスタ２４の抵抗は小となり、共
通エミツタ接続点Ｅの電位（これもＥで示す。他
もこれに準ずる）がＥ＝Vr−VBEになるまで抵抗
１４およびサーミスタ２４を流れる電流が増大す
る（こゝでVBEはトランジスタ１０のベース・エ
ミツタ間電圧）。温度が下つた場合はこの逆で、
サーミスタ２４の抵抗が増大し、このため電流は
減少する。固定抵抗２４およびサーミスタ２４の
抵抗を適当に選択すると、前述の閾値、第２図で
言えばSg＞Vrとなつて電流がトランジスタ１２
から１０へスイツチングする時の電流値が第１図
に示す如く温度による変化するように設定でき
る。またサーミスタ２４はコンデンサ２６により
バイパスされているので交流的にはないのと同様
で、そして図示しない回路によりレーザ２０の平
均光出力を検出し、それが一定になるように信号
Sgを調整し、第１図に示すように温度がT3の如
く高ければ駆動電流パルスIP3にまた温度がT1の
如く低ければ駆動電流パルスIP1にする。このよ
うにすると温度の高低に拘わらずバイアス電流
IBは閾値に、レーザ駆動電流パルスは平均光出
力が一定になるように調整できる。
発明の効果
以上説明したように、本発明では温度変化によ
る閾値変化に応じてバイアス電流を調整してバイ
アスが常に閾値にあるようにし、また温度変化に
よる光出力の変化に応じて信号振幅を変えて平均
光出力が一定になるように制御するので、消光
比、出力パルス幅などの悪化をもたらすことなく
光出力制御が可能になる。またバイアス制御はサ
ーミスタを用いたオープンループ制御で、光出力
制御のみ閉ループ制御なので両制御が干渉し合う
というようなことがなく、極めて円滑な制御を行
なうことができる。
る閾値変化に応じてバイアス電流を調整してバイ
アスが常に閾値にあるようにし、また温度変化に
よる光出力の変化に応じて信号振幅を変えて平均
光出力が一定になるように制御するので、消光
比、出力パルス幅などの悪化をもたらすことなく
光出力制御が可能になる。またバイアス制御はサ
ーミスタを用いたオープンループ制御で、光出力
制御のみ閉ループ制御なので両制御が干渉し合う
というようなことがなく、極めて円滑な制御を行
なうことができる。
第１図は光出力とバイアス及び駆動電流との関
係を示す特性図、第２図は本発明の実施例を示す
回路図である。 図面で１０，１２は一対のトランジスタ、２０
は半導体レーザ、２４はサーミスタ、２６はコン
デンサである。
係を示す特性図、第２図は本発明の実施例を示す
回路図である。 図面で１０，１２は一対のトランジスタ、２０
は半導体レーザ、２４はサーミスタ、２６はコン
デンサである。
Claims (1)
- １ 一対のトランジスタのエミツタを抵抗に共通
に接続し、一方のトランジスタのコレクタに半導
体レーザを接続したレーザ駆動回路において、前
記抵抗の一部をサーミスタとし、該サーミスタに
はコンデンサを並列に接続して、周囲温度変化に
よるレーザ発光閾値の変動に一致して変るバイア
ス電流を半導体レーザに流すようにし、また前記
トランジスタの一方に加える入力信号を半導体レ
ーザの平均光出力が一定になるように制御するよ
うにしてなることを特徴とする半導体レーザの駆
動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11424582A JPS595685A (ja) | 1982-07-01 | 1982-07-01 | 半導体レ−ザの駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11424582A JPS595685A (ja) | 1982-07-01 | 1982-07-01 | 半導体レ−ザの駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS595685A JPS595685A (ja) | 1984-01-12 |
| JPH0142513B2 true JPH0142513B2 (ja) | 1989-09-13 |
Family
ID=14632917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11424582A Granted JPS595685A (ja) | 1982-07-01 | 1982-07-01 | 半導体レ−ザの駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS595685A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0534124Y2 (ja) * | 1984-10-09 | 1993-08-30 | ||
| US5974064A (en) * | 1998-04-14 | 1999-10-26 | Optobahn Corporation | Temperature compensation of laser diodes |
-
1982
- 1982-07-01 JP JP11424582A patent/JPS595685A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS595685A (ja) | 1984-01-12 |
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