JPH0368183A - 半導体レーザの駆動装置 - Google Patents
半導体レーザの駆動装置Info
- Publication number
- JPH0368183A JPH0368183A JP20534989A JP20534989A JPH0368183A JP H0368183 A JPH0368183 A JP H0368183A JP 20534989 A JP20534989 A JP 20534989A JP 20534989 A JP20534989 A JP 20534989A JP H0368183 A JPH0368183 A JP H0368183A
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- Japan
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- semiconductor laser
- optical output
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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。
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〉
この発明は光出力を高速で変調できる半導体レーザの駆
動装置に関するものである。
動装置に関するものである。
〈従来の技術〉
半導体レーザは、ある種のPN接合に順方向電流IFを
流すことによりレーザ光を得るもので、順方向電流IF
と光出力Poとの関係はリニアでなく、順方向電流IF
を増加していくと、しきい値電流1thでレーザ発振が
始まり、以後は順方向電流1thの増加と共に光出力P
oも増加する。この特性を第2図に示す。
流すことによりレーザ光を得るもので、順方向電流IF
と光出力Poとの関係はリニアでなく、順方向電流IF
を増加していくと、しきい値電流1thでレーザ発振が
始まり、以後は順方向電流1thの増加と共に光出力P
oも増加する。この特性を第2図に示す。
ところで、しきい値電流1thや、微分効率η(@方向
電流TFの変化に対する光出力POの変化の割合)は一
定ではなく、周囲温度や個体によって変化する。
電流TFの変化に対する光出力POの変化の割合)は一
定ではなく、周囲温度や個体によって変化する。
このため、このような半導体レーザを一定先出力で駆動
するために、第3図に示す装置が一般に用いられている
。1は半導体レーザで、増幅器3の出力で制御される電
流源4によって駆動される。
するために、第3図に示す装置が一般に用いられている
。1は半導体レーザで、増幅器3の出力で制御される電
流源4によって駆動される。
また、半導体レーザlの光出力はホトダイオード2によ
ってモニタされ、ホトダイオード2からの電流は抵抗5
によって電圧に変換される。この電圧は演算増幅器(以
下、オペアンプという)3の入力端子に入力され、基準
電圧Vrefがオペアンプ3の十入力端子に入力され、
オペアンプ3の出力によって電流源4の出力電流IFが
制御される。
ってモニタされ、ホトダイオード2からの電流は抵抗5
によって電圧に変換される。この電圧は演算増幅器(以
下、オペアンプという)3の入力端子に入力され、基準
電圧Vrefがオペアンプ3の十入力端子に入力され、
オペアンプ3の出力によって電流源4の出力電流IFが
制御される。
このようにして、全体で負帰還ループが構成され、半導
体レーザlからの光出力は基準電圧V refに対応し
た一定値になる。
体レーザlからの光出力は基準電圧V refに対応し
た一定値になる。
第3図は、定常的に一定の光出力を半導体レーザ1から
得るための構成であるが、ある種の応用においては、一
定の光出力を高速でON、OFFする必要が生じる。そ
の場合は、例えば第4図に示す駆動装置が用いられる。
得るための構成であるが、ある種の応用においては、一
定の光出力を高速でON、OFFする必要が生じる。そ
の場合は、例えば第4図に示す駆動装置が用いられる。
第4図は第3図の構成に、アナログスイッチ7とキャパ
シタ8で構成されるサンプルホールド回路と、高速電流
スイッチ6と、バッファアンプ9とを追加したものであ
る。第4図の動作は次のようなものである。まず、電流
スイッチ6を右側に、スイッチ7をONにして、基準電
圧V refで規定される一定先出力を得る。
シタ8で構成されるサンプルホールド回路と、高速電流
スイッチ6と、バッファアンプ9とを追加したものであ
る。第4図の動作は次のようなものである。まず、電流
スイッチ6を右側に、スイッチ7をONにして、基準電
圧V refで規定される一定先出力を得る。
次に、スイッチ7をオーブンにする。このとき、キャパ
シタ8で電圧が保持されるので、半導体レーザlを駆動
する電流は基本的には変化しない。
シタ8で電圧が保持されるので、半導体レーザlを駆動
する電流は基本的には変化しない。
そうして電流スイッチ6を高速でON、OFFして、半
導体レーザ1からの先出力をON、OFFする。
導体レーザ1からの先出力をON、OFFする。
ところが、第4図に示す駆動装置は、キャパシタ8で電
圧を保持して、一定の光出力を得るようにしているが、
キャパシタ8からはどうしても放電があるため、キャパ
シタ8でアナログ量である電圧を長時間一定に保持する
ことができず、したがって、一定の光出力を長時間に渡
って得られないという問題がある。
圧を保持して、一定の光出力を得るようにしているが、
キャパシタ8からはどうしても放電があるため、キャパ
シタ8でアナログ量である電圧を長時間一定に保持する
ことができず、したがって、一定の光出力を長時間に渡
って得られないという問題がある。
そこで、長時間にわたって光出力を一定にらつことがで
きるように考えられたのが次の第5図の駆動装置である
。第5図は、第4図のサンプルホールド部8.9と、バ
ッファアンプ9を除いて、アップ/ダウンカウンタ11
と、D/A変換器10と、発振器12を導入したもので
、オペアンプ3はコンパレータとして働く。コントロー
ル信号Scで作動が制御されるアップ/ダウンカウンタ
11は、発振器12の出力パルスを、コンパレータ3の
出力が“HIGH″の場合、発振器12の出力パルスを
カウントアツプし、逆に“LOW“の場合、カウントダ
ウンする。カウント結果はD/A変換器10で電流源4
に対する制御信号に変換され、この制御信号によって制
御される順方向電流IPによって、レーザダイオードl
が駆動される。第5図に示すように、電流スイツチらが
右側に倒れた場合に、全体として負帰還ループを構成し
て光出力は基準電圧V refで規定される値になる。
きるように考えられたのが次の第5図の駆動装置である
。第5図は、第4図のサンプルホールド部8.9と、バ
ッファアンプ9を除いて、アップ/ダウンカウンタ11
と、D/A変換器10と、発振器12を導入したもので
、オペアンプ3はコンパレータとして働く。コントロー
ル信号Scで作動が制御されるアップ/ダウンカウンタ
11は、発振器12の出力パルスを、コンパレータ3の
出力が“HIGH″の場合、発振器12の出力パルスを
カウントアツプし、逆に“LOW“の場合、カウントダ
ウンする。カウント結果はD/A変換器10で電流源4
に対する制御信号に変換され、この制御信号によって制
御される順方向電流IPによって、レーザダイオードl
が駆動される。第5図に示すように、電流スイツチらが
右側に倒れた場合に、全体として負帰還ループを構成し
て光出力は基準電圧V refで規定される値になる。
第5図の場合、1力ウント分の誤差は生じるが、負帰還
ループ中にディジタルコードとなる部分があるため、長
時間ホールドについても問題はなく、一定の光出力を長
時間に渡って得ることができる。
ループ中にディジタルコードとなる部分があるため、長
時間ホールドについても問題はなく、一定の光出力を長
時間に渡って得ることができる。
〈発明が解決しようとする課題〉
ところで、設定光出力を頻繁に変更する場合、例えば、
光磁気ディスクに用いる半導体レーザの駆動等であるが
、第5図の方法を用いると、光出力の変更の必要が生じ
た場合、その都度、基準電圧Vrefを変更して、負帰
還ループの動作によって、光出力が所望の値になるまで
待たねばならず、時間がかかり好ましくない。
光磁気ディスクに用いる半導体レーザの駆動等であるが
、第5図の方法を用いると、光出力の変更の必要が生じ
た場合、その都度、基準電圧Vrefを変更して、負帰
還ループの動作によって、光出力が所望の値になるまで
待たねばならず、時間がかかり好ましくない。
本発明は、以上の点に鑑みて、光出力を長時間一定に保
持したままで、ON、OFF’することができ、しかも
、光出力の変調を速やかにできる半導体レーザの駆動装
置を提供することを目的としている。
持したままで、ON、OFF’することができ、しかも
、光出力の変調を速やかにできる半導体レーザの駆動装
置を提供することを目的としている。
く課題を解決するための手段〉
上記目的を達成するため、この発明は、電流源によって
駆動される半導体レーザの光出力をモニタする光電変換
素子と、上記光電変換素子の出力と基準値とを比較する
コンパレータと、発振器の出力をカウントすると共に、
上記コンパレータの出力によりアップ/ダウンが制御さ
れ、出力が3ステートのアップ/ダウンカウンタと、上
記アップ/ダウンカウンタの出力を上記半導体レーザの
電流源に対する制御信号に変換する入力ラッチ付D/A
変換器とを備えた半導体レーザの駆動装置において、上
記アップ/ダウンカウンタの複数の光出力値に対応する
カウント値を格納すると共に、上記D/A変換器に出力
する記憶装置を備えたことを特徴としている。
駆動される半導体レーザの光出力をモニタする光電変換
素子と、上記光電変換素子の出力と基準値とを比較する
コンパレータと、発振器の出力をカウントすると共に、
上記コンパレータの出力によりアップ/ダウンが制御さ
れ、出力が3ステートのアップ/ダウンカウンタと、上
記アップ/ダウンカウンタの出力を上記半導体レーザの
電流源に対する制御信号に変換する入力ラッチ付D/A
変換器とを備えた半導体レーザの駆動装置において、上
記アップ/ダウンカウンタの複数の光出力値に対応する
カウント値を格納すると共に、上記D/A変換器に出力
する記憶装置を備えたことを特徴としている。
〈作用〉
半導体レーザの走出ツ〕は光電変換素子によりモニタさ
れ、光電変換素子の出力はコンパレータで所望の光出力
を表わす基準値と比較される。いま、たとえば上記半導
体レーザの光出力が所望の光出力よりも小さいときはコ
ンパレータの出力は“HIGH”、大きいときは“LO
W”になるとする。
れ、光電変換素子の出力はコンパレータで所望の光出力
を表わす基準値と比較される。いま、たとえば上記半導
体レーザの光出力が所望の光出力よりも小さいときはコ
ンパレータの出力は“HIGH”、大きいときは“LO
W”になるとする。
上記アップ/ダウンカウンタは、コンパレータの出力の
HIGH”または“LOW”に応じて、発振器の出力を
カウントアツプまたはカウントダウンする。このアップ
/ダウンカウンタの出力は、上記入力ラッチ付きD/A
変換器に入力されて、電流源に対する制御信号に変換さ
れ、電流源から出力される順方向電流が制御される。こ
のように、ディジタル値をラッチするD/A変換器を含
む負帰還ループによって電流源を制御するので、半導体
レーザの光出力を長時間一定に保持したまま、半導体レ
ーザをON、OFFすることができる。
HIGH”または“LOW”に応じて、発振器の出力を
カウントアツプまたはカウントダウンする。このアップ
/ダウンカウンタの出力は、上記入力ラッチ付きD/A
変換器に入力されて、電流源に対する制御信号に変換さ
れ、電流源から出力される順方向電流が制御される。こ
のように、ディジタル値をラッチするD/A変換器を含
む負帰還ループによって電流源を制御するので、半導体
レーザの光出力を長時間一定に保持したまま、半導体レ
ーザをON、OFFすることができる。
また、複数の光出力に対応する基準値を夫々設定し、そ
の各基準値に対応するように光出力が制御されていると
きのアップ/ダウンカウンタの各カウント値を記憶装置
に格納する。そして、半導体レーザの光出力を変調する
ときは、記憶装置に格納されている所定のデータを選択
してラッチ付D/A変換器に入力することによって、い
ちいち負帰還ループの基準値を設定しなおさなくても、
高速で光出力が変調される。なお、このときアップ/ダ
ウンカウンタはハイインピーダンスな状態になっている
。
の各基準値に対応するように光出力が制御されていると
きのアップ/ダウンカウンタの各カウント値を記憶装置
に格納する。そして、半導体レーザの光出力を変調する
ときは、記憶装置に格納されている所定のデータを選択
してラッチ付D/A変換器に入力することによって、い
ちいち負帰還ループの基準値を設定しなおさなくても、
高速で光出力が変調される。なお、このときアップ/ダ
ウンカウンタはハイインピーダンスな状態になっている
。
〈実施例〉
以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。
第1図はこの実施例の構成を示すものであるが、第5図
のアップ/ダウンカウンタ11を、3ステート出力アツ
プ/ダウンカウンタ110とし、D/A変換器10を入
力ラッチ付り/A変換器I00とし、上記アップ/ダウ
ンカウンタ110の出力およびD/A変換器100の入
力を記憶素子13に接続し、複数の光出力値に対応する
アップ/ダウンカウンタ110の出力、すなわち、D/
A変換器100の入力をディジタルコードとして記憶索
子13に記憶できるようにしている。その他の本実施例
の構成は、第5図に示す構成と同様であり、同一構成部
は同一参照番号を付して説明を省略する。
のアップ/ダウンカウンタ11を、3ステート出力アツ
プ/ダウンカウンタ110とし、D/A変換器10を入
力ラッチ付り/A変換器I00とし、上記アップ/ダウ
ンカウンタ110の出力およびD/A変換器100の入
力を記憶素子13に接続し、複数の光出力値に対応する
アップ/ダウンカウンタ110の出力、すなわち、D/
A変換器100の入力をディジタルコードとして記憶索
子13に記憶できるようにしている。その他の本実施例
の構成は、第5図に示す構成と同様であり、同一構成部
は同一参照番号を付して説明を省略する。
上記構成において、まず、所望の光出力に応じて、基準
値V refを設定してコンパレータ3の十人力に入ノ
ノする。一方、レーザダイオード1の出力はホトダイオ
ード2によりモニタされ、ホトダイオード2の出力は抵
抗5で電圧に変換され、コンパレータ3の一人力に人力
される。コンパレータ3は、レーザダイオードlの光出
力が所望の光出力よりも大きいときは“LOW“を出力
し、小さいときは”HI G H”を出力する。アップ
/ダウンカウンタ11Oは、コンパレータ3からの“i
(IGH”または“LOW″の入力に応じて発振器12
の出力をカウントアツプまたはカウントダウンする。ア
ップ/ダウンカウンタ110から出力されるカウント値
は記憶素子13に格納される。また、アップ/ダウンカ
ウンタ110の出力はラッチ付D/A変換器100に入
力され、電流源4に対する制御信号に変換され、電流源
4から出力されろ順方向電流IPが制御される。このよ
うに、アップ/ダウンカウンタ11.0からのカウント
値をラッチするD/A変換器lOOを含む負帰還ループ
によって電流源4を制御するので、レーザダイオードl
をその先出力を長時間一定に保持したまま、高速電流ス
イッチ6を切り替えて、ON、OFFすることができる
。
値V refを設定してコンパレータ3の十人力に入ノ
ノする。一方、レーザダイオード1の出力はホトダイオ
ード2によりモニタされ、ホトダイオード2の出力は抵
抗5で電圧に変換され、コンパレータ3の一人力に人力
される。コンパレータ3は、レーザダイオードlの光出
力が所望の光出力よりも大きいときは“LOW“を出力
し、小さいときは”HI G H”を出力する。アップ
/ダウンカウンタ11Oは、コンパレータ3からの“i
(IGH”または“LOW″の入力に応じて発振器12
の出力をカウントアツプまたはカウントダウンする。ア
ップ/ダウンカウンタ110から出力されるカウント値
は記憶素子13に格納される。また、アップ/ダウンカ
ウンタ110の出力はラッチ付D/A変換器100に入
力され、電流源4に対する制御信号に変換され、電流源
4から出力されろ順方向電流IPが制御される。このよ
うに、アップ/ダウンカウンタ11.0からのカウント
値をラッチするD/A変換器lOOを含む負帰還ループ
によって電流源4を制御するので、レーザダイオードl
をその先出力を長時間一定に保持したまま、高速電流ス
イッチ6を切り替えて、ON、OFFすることができる
。
また、複数の光出力に対応する基準値V refを夫々
設定し、その各基準値に対応するように光出力が制御さ
れているときのアップ/ダウンカウンタ110の各カウ
ント値を記憶素子13に格納する。そして、レーザダイ
オード1の光出力を変調するときは、記憶素子13に格
納されている所定のカウント値を選択してラッチ付D/
A変換器100に入力する。そうすると、そのカウント
値はD/A変換器100にラッチされて、そのカウント
値に応じて制御信号が電流源4に入力される。
設定し、その各基準値に対応するように光出力が制御さ
れているときのアップ/ダウンカウンタ110の各カウ
ント値を記憶素子13に格納する。そして、レーザダイ
オード1の光出力を変調するときは、記憶素子13に格
納されている所定のカウント値を選択してラッチ付D/
A変換器100に入力する。そうすると、そのカウント
値はD/A変換器100にラッチされて、そのカウント
値に応じて制御信号が電流源4に入力される。
このように、いちいち負帰還ループの基準値Vrefを
設定しなおさなくても、単に記憶素子13に格納されて
いるデータを選択することによって高速で光出力が変調
される。なお、このときアップ/ダウンカウンタ110
はハイインピーダンスな状態になっている。
設定しなおさなくても、単に記憶素子13に格納されて
いるデータを選択することによって高速で光出力が変調
される。なお、このときアップ/ダウンカウンタ110
はハイインピーダンスな状態になっている。
なお、このような電流源4に対する制御は、すなわち、
光出力の制御は基本的には負帰還ループで行なっている
ので、レーザダイオードlの順方向電流IF−光出力P
o特性が線形でなくてもよく、単に単調性のみがあれば
よい。
光出力の制御は基本的には負帰還ループで行なっている
ので、レーザダイオードlの順方向電流IF−光出力P
o特性が線形でなくてもよく、単に単調性のみがあれば
よい。
〈発明の効果〉
以上より明らかなように、この発明の半導体レーザの駆
動装置は、3ステートのアップ/ダウンカウンタとラッ
チ付D/A変換器とを含む負帰還ループを備えると共に
、上記アップ/ダウンカウンタの出力を記憶すると共に
、上記ラッチ付D/A変換器に出力する記憶装置を備え
るので、光出力を長時間一定に保持したまま、半導体レ
ーザをON、OFFでき、しかも光出力の変調を速やか
にできる。また、負帰還制御をしているデジタルデータ
を記憶装置に格納するので、半導体レーザの発振領域の
順方向電流IF−光出力Po特性か線形でなくとも、単
調性があれば速やかに所定の光出力を得ることができる
。
動装置は、3ステートのアップ/ダウンカウンタとラッ
チ付D/A変換器とを含む負帰還ループを備えると共に
、上記アップ/ダウンカウンタの出力を記憶すると共に
、上記ラッチ付D/A変換器に出力する記憶装置を備え
るので、光出力を長時間一定に保持したまま、半導体レ
ーザをON、OFFでき、しかも光出力の変調を速やか
にできる。また、負帰還制御をしているデジタルデータ
を記憶装置に格納するので、半導体レーザの発振領域の
順方向電流IF−光出力Po特性か線形でなくとも、単
調性があれば速やかに所定の光出力を得ることができる
。
第1図は本発明の半導体レーザの駆動装置の構成を示す
図、第2図はレーザダイオードの順方向電流IFと光出
力Poとの関係を示す図、第3図は一定先出力を得るた
めの半導体レーザの駆動装置のブロック図、第4図はサ
ンプルホールド回路を用いた一定光出力の高速スイッチ
ングを行なうための半導体レーザの駆動装置のブロック
図、第5図は光出力の設定のフィードバックループにD
/A変換器を挿入した一定光出力の高速スイッチングを
行なうための半導体レーザの駆動装置ブロック図である
。 ■・・・半導体レーザ、 2・・・光出力モニタ用ホトダイオード、3・・・増幅
器、4・・・電流源、5・・・抵抗、6・・・高速電流
スイッチ、7・・・アナログスイッチ、8・・電圧ホー
ルド用キャパシタ、 9・・・バッファアンプ、IO・・D/A変換器、11
・・アップ/ダウンカウンタ、12・・発振器、13・
・・記憶素子、 100・・・入力ラッチ付D/A変換器、+10・・・
3ステート出力アツプ/ダウンカウンタ。 特 許 出 願 人 シャープ株式会社代 理 人
弁理士 前出 葆 ほか1名2 第2図 】+10力(ロ)窒・昆IF 第3図 Vref 第4図 第5図 3−一−クンへ0レータ 4−一一電:、九道 5−−一才匙 抗 6一−4九重Δ覆r、fbスイ・ソケ
図、第2図はレーザダイオードの順方向電流IFと光出
力Poとの関係を示す図、第3図は一定先出力を得るた
めの半導体レーザの駆動装置のブロック図、第4図はサ
ンプルホールド回路を用いた一定光出力の高速スイッチ
ングを行なうための半導体レーザの駆動装置のブロック
図、第5図は光出力の設定のフィードバックループにD
/A変換器を挿入した一定光出力の高速スイッチングを
行なうための半導体レーザの駆動装置ブロック図である
。 ■・・・半導体レーザ、 2・・・光出力モニタ用ホトダイオード、3・・・増幅
器、4・・・電流源、5・・・抵抗、6・・・高速電流
スイッチ、7・・・アナログスイッチ、8・・電圧ホー
ルド用キャパシタ、 9・・・バッファアンプ、IO・・D/A変換器、11
・・アップ/ダウンカウンタ、12・・発振器、13・
・・記憶素子、 100・・・入力ラッチ付D/A変換器、+10・・・
3ステート出力アツプ/ダウンカウンタ。 特 許 出 願 人 シャープ株式会社代 理 人
弁理士 前出 葆 ほか1名2 第2図 】+10力(ロ)窒・昆IF 第3図 Vref 第4図 第5図 3−一−クンへ0レータ 4−一一電:、九道 5−−一才匙 抗 6一−4九重Δ覆r、fbスイ・ソケ
Claims (1)
- (1)電流源によって駆動される半導体レーザの光出力
をモニタする光電変換素子と、上記光電変換素子の出力
と基準値とを比較するコンパレータと、発振器の出力を
カウントすると共に、上記コンパレータの出力によりア
ップ/ダウンが制御され、出力が3ステートのアップ/
ダウンカウンタと、上記アップ/ダウンカウンタの出力
を上記半導体レーザの電流源に対する制御信号に変換す
る入力ラッチ付D/A変換器とを備えた半導体レーザの
駆動装置において、 上記アップ/ダウンカウンタの複数の光出力値に対応す
るカウント値を格納すると共に、上記D/A変換器に出
力する記憶装置を備えたことを特徴とする半導体レーザ
の駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20534989A JPH0368183A (ja) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | 半導体レーザの駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20534989A JPH0368183A (ja) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | 半導体レーザの駆動装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0368183A true JPH0368183A (ja) | 1991-03-25 |
Family
ID=16505412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20534989A Pending JPH0368183A (ja) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | 半導体レーザの駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0368183A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04320384A (ja) * | 1991-04-19 | 1992-11-11 | Nec Corp | レーザ駆動制御装置 |
| JPH0667651U (ja) * | 1993-03-04 | 1994-09-22 | 株式会社かな和工業 | 屋根葺板の接合構造 |
-
1989
- 1989-08-07 JP JP20534989A patent/JPH0368183A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04320384A (ja) * | 1991-04-19 | 1992-11-11 | Nec Corp | レーザ駆動制御装置 |
| JPH0667651U (ja) * | 1993-03-04 | 1994-09-22 | 株式会社かな和工業 | 屋根葺板の接合構造 |
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