JPH04302187A - 半導体レーザ制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザプリンタ，光ディ
スク装置，光通信装置等で光源として用いられる半導体
レーザの光出力を制御する半導体レーザ制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザは極めて小型であって、か
つ駆動電流により高速に直接変調を行うことができるの
で、近年、光ディスク装置、レーザプリンタ等の光源と
して広く使用されている。この半導体レーザの駆動電流
・光出力特性は温度により著しく変化し、これは半導体
レーザの光強度を所望の値に設定しようとする場合に問
題となる。この問題を解決して半導体レーザの利点を活
かすために様々なＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｐｏｗ
ｅｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路が提案されている。このＡ
ＰＣ回路は大きく分けて次の３つの方式に分類できる。

【０００３】（１）半導体レーザの光出力を受光素子に
より検知し、この受光素子に発生する受光信号電流（半
導体レーザの光出力に比例した電流）に比例する信号と
、発光指令信号とが等しくなるように常時、半導体レー
ザの順方向電流を制御する光・電気負帰還ループにより
、半導体レーザの光出力を所望の値に制御する方式。 （２）パワー設定期間には半導体レーザの光出力を受光
素子により検知してこの受光素子に発生する受光信号電
流（半導体レーザの光出力に比例した電流）に比例する
信号と、発光指令信号とが等しくなるように半導体レー
ザの順方向電流を制御し、パワー設定期間外にはパワー
設定期間で設定した半導体レーザの順方向電流の値を保
持することによって半導体レーザの光出力を所望の値に
制御し、さらにパワー設定期間外に半導体レーザの順方
向電流を情報で変調することにより半導体レーザの光出
力に情報を載せる方式。 （３）半導体レーザの温度を測定し、その測定した温度
によって半導体レーザの順方向電流を制御したり、また
は半導体レーザの温度を一定になるように制御したりし
て半導体レーザの光出力を所望の値に制御する方式。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記（１）の方式は、
半導体レーザの光出力を検知して所望の値になるように
常時、制御しているので、上記（２），（３）の方式に
比べて確かに望ましい方式であり、半導体レーザの光出
力制御を高速，高精度，高分解能で安定に行える。しか
し、発光レベル指令信号と半導体レーザの光出力との関
係を設定する際に、その設定値により光・電気負帰還ル
ープにおける開ループの交叉周波数が変動して光・電気
負帰還ループの制御速度が不安定になる欠点がある。

【０００５】本発明は上記欠点を改善し、回路の集積化
などを考慮して調整個所を低減した高速，高精度，高分
解能でかつ安定な半導体レーザ制御装置を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、請求項１の発明は、半導体レーザの光出力を受光部に
より検知してこの受光部より得られる受光信号電流に比
例した電流と発光指令信号電流とが等しくなるように前
記半導体レーザの順方向電流を制御する光・電気負帰還
ループを有する半導体レーザ制御装置において、前記光
・電気負帰還ループは、前記発光指令信号電流がコレク
タに入力される第１のバイポーラトランジスタと、この
第１のバイポーラトランジスタのコレクタより電流が入
力され前記半導体レーザに順方向電流を出力する電流増
幅器と、前記受光部より得られる受光信号電流がベース
に入力される第２のバイポーラトランジスタと、この第
２のバイポーラトランジスタのエミッタに接続される第
１の電流源と、この第１の電流源がエミッタに接続され
ベースが前記第１のバイポーラトランジスタのベースと
同電位の基準電位点に接続される第３のバイポーラトラ
ンジスタと、前記第２のバイポーラトランジスタのコレ
クタに接続される第２の電流源と、前記第２のバイポー
ラトランジスタのコレクタにベースが接続される第４の
バイポーラトランジスタと、この第４のバイポーラトラ
ンジスタのエミッタと前記第２のバイポーラトランジス
タのベースとの間に接続される第１の固定抵抗又は可変
抵抗と、前記第４のバイポーラトランジスタのエミッタ
に接続される第３の電流源と、前記第４のバイポーラト
ランジスタのエミッタと前記第１のバイポーラトランジ
スタのエミッタとの間に接続される第２の固定抵抗また
は可変抵抗とを有するものであり、請求項２の発明は、
半導体レーザの光出力を受光部により検知してこの受光
部より得られる受光信号電流に比例した電流と発光指令
信号電流とが等しくなるように前記半導体レーザの順方
向電流を制御する光・電気負帰還ループを有する半導体
レーザ制御装置において、前記光・電気負帰還ループは
、前記発光指令信号電流がコレクタに入力される第１の
バイポーラトランジスタと、この第１のバイポーラトラ
ンジスタのコレクタより電流が入力されるカレントミラ
ー回路と、このカレントミラー回路からコレクタに電流
が入力される第２のバイポーラトランジスタと、この第
２のバイポーラトランジスタのコレクタから電流が入力
され前記半導体レーザに順方向電流を出力する電流増幅
器と、前記受光部より得られる受光信号電流がベースに
入力される第３のバイポーラトランジスタと、この第３
のバイポーラトランジスタのエミッタに接続される第１
の電流源と、この第１の電流源がエミッタに接続されベ
ースが前記第２のバイポーラトランジスタのベースと同
電位の基準電位点に接続される第４のバイポーラトラン
ジスタと、前記第３のバイポーラトランジスタのコレク
タに接続される第２の電流源と、前記第３のバイポーラ
トランジスタのコレクタにベースが接続される第５のバ
イポーラトランジスタと、この第５のバイポーラトラン
ジスタのエミッタと前記第３のバイポーラトランジスタ
のベースとの間に接続される第１の固定抵抗又は可変抵
抗と、前記第５のバイポーラトランジスタのエミッタに
接続される第３の電流源と、前記第５のバイポーラトラ
ンジスタのエミッタと前記第２のバイポーラトランジス
タのエミッタとの間に接続される第２の固定抵抗または
可変抵抗とを有するものである。

【０００７】

【作用】請求項１の発明では、発光指令信号電流が第１
のバイポーラトランジスタのコレクタに入力され、この
第１のバイポーラトランジスタのコレクタからの電流が
電流増幅器を介して半導体レーザに順方向電流として出
力される。半導体レーザの光出力が受光部により検知さ
れて受光部より受光信号電流が得られ、この受光信号電
流が第２のバイポーラトランジスタのベースに入力され
る。この第２のバイポーラトランジスタは第１の電流源
および第２の電流源によりバイアス電流が流され、第３
のバイポーラトランジスタは第１の電流源によりバイア
ス電流が流される。第４のバイポーラトランジスタは第
３の電流源によりバイアス電流が流されてベースには第
２のバイポーラトランジスタのコレクタ出力が入力され
、第４のバイポーラトランジスタのエミッタ出力が第１
の固定抵抗又は可変抵抗を介して第２のバイポーラトラ
ンジスタのベースに帰還される。第４のバイポーラトラ
ンジスタのエミッタ出力は第２の固定抵抗または可変抵
抗を介して第１のバイポーラトランジスタのエミッタに
入力される。

【０００８】請求項２の発明では、発光指令信号電流が
第１のバイポーラトランジスタのコレクタに入力され、
この第１のバイポーラトランジスタのコレクタからカレ
ントミラー回路を介して第２のバイポーラトランジスタ
のコレクタに入力される。この第２のバイポーラトラン
ジスタのコレクタからの電流が電流増幅器を介して半導
体レーザに順方向電流として出力される。半導体レーザ
の光出力が受光部により検知されて受光部より受光信号
電流が得られ、この受光信号電流が第３のバイポーラト
ランジスタのベースに入力される。この第３のバイポー
ラトランジスタは第１の電流源および第２の電流源によ
りバイアス電流が流され、第４のバイポーラトランジス
タは第１の電流源によりバイアス電流が流される。第５
のバイポーラトランジスタは第３の電流源によりバイア
ス電流が流されてベースには第３のバイポーラトランジ
スタのコレクタ出力が入力され、第５のバイポーラトラ
ンジスタのエミッタ出力が第１の固定抵抗又は可変抵抗
を介して第３のバイポーラトランジスタのベースに帰還
される。第５のバイポーラトランジスタのエミッタ出力
は第２の固定抵抗または可変抵抗を介して第２のバイポ
ーラトランジスタのエミッタに入力される。

【０００９】

【実施例】図１は請求項１の発明の一実施例を示す。

【００１０】図中、１は被制御の半導体レーザ、２は受
光素子、３〜６はバイポーラトランジスタ、７〜１２は
電流源、１３は電流増幅器、１４〜１６は抵抗、１７は
可変抵抗、１８は定電圧ダイオード、１９，２０は同じ
基準電圧を出力する電源、Ｖｃｃは直流電源であり、こ
れら２〜２０は半導体レーザ１の順方向電流を制御する
光・電気負帰還ループを構成している。電流源１１は発
光指令信号電流を出力する電流源であり、バイポーラト
ランジスタ３〜５，電流源７〜９，抵抗１４〜１６，可
変抵抗１７，定電圧ダイオード１８および電源１９は可
変電流増幅部を構成している。バイポーラトランジスタ
６のコレクタと電源Ｖｃｃとの間には電流源１１，１２
が並列に接続され、バイポーラトランジスタ６のエミッ
タが電流源１０を介して接地される。バイポーラトラン
ジスタ６のベースは電源２０に接続され、バイポーラト
ランジスタ６のコレクタが電流増幅器１３の入力端子に
接続される。半導体レーザ１はアノードが電源Ｖｃｃに
接続され、カソードが電流増幅器１３の出力端子に接続
される。受光素子２は半導体レーザ１の光出力を検知す
るものであってカソードが電源Ｖｃｃに接続され、アノ
ードが抵抗１４を介してバイポーラトランジスタ３のベ
ースに接続される。バイポーラトランジスタ３，４のエ
ミッタは電流源８を介して接地され、バイポーラトラン
ジスタ３のコレクタは電流源７を介して電源Ｖｃｃに接
続されると共にバイポーラトランジスタ５のベースに接
続される。バイポーラトランジスタ４はベースに電源１
９が接続され、コレクタが抵抗１５を介して電源Ｖｃｃ
に接続される。バイポーラトランジスタ５はコレクタが
電源Ｖｃｃに接続され、エミッタが定電圧ダイオード１
８のカソードに接続される。定電圧ダイオード１８のア
ノードは抵抗１６を介してバイポーラトランジスタ３の
ベースに接続されると共に電流源９を介して接地され、
さらに可変抵抗１７を介してバイポーラトランジスタ６
のエミッタに接続される。

【００１１】次に、この実施例の動作を説明する。バイ
ポーラトランジスタ６は電流源１０，１２によりバイア
ス電流が流され、発光指令信号電流が電流源１１から電
流加算点ＡＤであるバイポーラトランジスタ６のコレク
タに入力されて電流増幅器１３により増幅された後に半
導体レーザ１に順方向電流として供給されて半導体レー
ザ１が発光する。この半導体レーザ１の光出力は受光素
子２により検知され、半導体レーザ１の光出力に比例し
た受光信号電流が受光素子２より得られる。バイポーラ
トランジスタ３は電流源７，８によりバイアス電流が流
され、バイポーラトランジスタ４は電源２０によるバイ
ポーラトランジスタ６のベース電位と同じ電位が電源１
９により印加され、電流源８によりバイアス電流が流さ
れる。受光素子２からの受光信号電流は抵抗１４を介し
てバイポーラトランジスタ３のベースに入力され、バイ
ポーラトランジスタ３のコレクタ出力がバイポーラトラ
ンジスタ５のベースに入力される。バイポーラトランジ
スタ５は電流源９により定電圧ダイオード１８を介して
バイアス電流が流され、バイポーラトランジスタ５のエ
ミッタ出力が定電圧ダイオード１８および抵抗１６を介
してバイポーラトランジスタ３のベースに帰還される。 そして、バイポーラトランジスタ５のエミッタ出力が定
電圧ダイオード１８および可変抵抗１７を介してバイポ
ーラトランジスタ６のエミッタに入力され、バイポーラ
トランジスタ６のコレクタ側ＡＤで電流源１１からの発
光指令信号電流に加算されてこれらが等しくなるように
半導体レーザ１の順方向電流が制御されることで、半導
体レーザ１の光出力が発光指令信号電流に応じて制御さ
れる。なお、定電圧ダイオード１８はそのアノード電位
のダイナミックレンジを広げるために用いられており、
定電圧ダイオード１８の代りに抵抗を用いても同様であ
る。

【００１２】次に、受光素子２より電流加算点ＡＤに至
る回路の動作を詳しく説明する。受光素子２から得られ
る受光信号電流が０の場合は、電源１９の基準電位，バ
イポーラトランジスタ６のエミッタ電位，バイポーラト
ランジスタ３のベース電位，定電圧ダイオード１８のア
ノード電位はすべて同じ電位となる。受光素子２から得
られる受光信号電流がｉの場合は、バイポーラトランジ
スタ３のベース電流を無視すると、受光素子２から得ら
れる受光信号電流ｉがすべて抵抗１６に流れてその両端
で電圧降下を起こす。電源１９の基準電位をｖ０、抵抗
１６の抵抗値をＲ１６とすると、バイポーラトランジス
タ３のベース電位もｖ０であり、定電圧ダイオード１８
のアノード電位ｖは ｖ＝ｖ０−ｉ・Ｒ１６ となり、受光信号電流が電圧に変換される。また、定電
圧ダイオード１８のアノード電位ｖが変動すると、可変
抵抗１７に電流が流れ、その電流をｉ’、可変抵抗１７
の抵抗値をＲ１７とすると、 ｉ’＝（ｖ０−ｖ）／Ｒ１７＝ｉＲ１６／Ｒ１７となる
。つまり、受光信号電流はＲ１６／Ｒ１７倍に増幅され
て電流加算点ＡＤに帰還され、この電流と電流源１１か
らの発光指令信号電流との和が０になるように半導体レ
ーザ１の順方向電流が制御される。

【００１３】次に、このように受光信号電流を可変電流
増幅部により増幅して電流加算点ＡＤに帰還する構成の
効果について説明する。電流増幅器１３のゲインをｇ、
上記可変電流増幅部のゲインをｋ、電流源１１からの発
光指令信号電流をＩｉｎとすると、 Ｉｏｐ＝ｇ（Ｉｉｎ−ｋｉ） ｉ＝ηαＳ（Ｉｏｐ−Ｉｔｈ） Ｉｏｐ：半導体レーザ１の動作電流 Ｉｔｈ：半導体レーザ１のしきい値電流η：半導体レー
ザ１の微分量子効率 α：半導体レーザ１と受光素子２との結合係数Ｓ：受光
素子２の受光放射感度 であり、ｋｇηαＳ≫１とすると、 ｉ＝Ｉｉｎ／ｋ−Ｉｔｈ／ｋｇ となる。つまり、Ｉｔｈ／ｋｇは受光信号電流Ｉｐｄの
誤差電流となる。ここで、仮りに半導体レーザ１のしき
い値電流Ｉｔｈが最大６０ｍＡ、半導体レーザ１のある
光出力に対する受光信号電流Ｉｐｄの最小値を０．２ｍ
Ａとし、この誤差電流受光信号電流Ｉｐｄに対して１％
以内に設定すると、電流増幅器１３のＤＣゲインは９０
ｄＢ程度が要求される。一方、半導体レーザ１をより高
速に制御するために、この系（光・電気負帰還ループ）
の交叉周波数を５０ＭＨＺ程度に設定する必要があり、
これらの仕様を電流増幅器１３のゲインｇだけでは満足
させることは困難である。特に、この回路の集積化を考
慮した場合、バイポーラトランジスタのみで電流増幅器
１３を構成すると、その電流増幅率のバラツキや電流位
相の遅れが発生する等のため、さらに実現が困難となる
。

【００１４】そこで、この実施例のように、受光信号電
流をｋ倍に増幅して電流加算点ＡＤに帰還すると、次段
の電流増幅器１３が容易に構成できるようになり、集積
化を考慮して電流増幅器１３をバイポーラトランジスタ
のみで上記仕様を満足するように構成することも容易に
なる。ここで、この実施例の回路動作を見積もってみる
。まず、電流増幅器１３の電流利得ｇを約７０ｄＢと仮
定し、また抵抗１６の抵抗値を１ｋΩ、可変抵抗１７の
抵抗値を１００Ω固定とすると、可変電流増幅部の電流
ゲインは約２０ｄＢであるので、全体としての電流ゲイ
ンは約９０ｄＢで上記仕様を満足する。

【００１５】また、この実施例において、発光指令信号
電流がＩ０のとき、半導体レーザ１の光出力が所望の値
であるＰ０となるように可変電流増幅部の電流増幅率Ｒ
１６／Ｒ１７を調整すると、自動的に光・電気負帰還ル
ープの交叉周波数ｆ０が所望の値となるが、この点につ
いて説明する。この実施例において、系の開ループゲイ
ンＡは Ａ＝ｇηαＳｋ と表すことができる。この式を見ると分かるように、一
般に、系の開ループゲインＡは半導体レーザ１の微分量
子効率ηや半導体レーザ１と受光素子２との結合係数α
，受光素子２の受光放射感度Ｓなどのバラツキの影響を
受けてしまう。また、この回路における電流増幅器１３
の利得ｇは、近似的に ｇ＝１／ｊωＣＲ と表せられる。ここで、ＣＲは電流増幅器１３の特性に
より決まる定数である。また、受光信号電流ｉは、半導
体レーザ１の光出力Ｐ０，半導体レーザ１と受光素子２
との結合係数α，受光素子２の受光放射感度Ｓを用いて
ｉ＝Ｐ０αＳ と表される。発光指令信号電流Ｉ０は、Ｉ０＝ｋｉ であるので、半導体レーザ１の光出力Ｐ０は、Ｐ０＝Ｉ
０／ｋαＳ となる。また、光・電気負帰還ループの交叉周波数ｆ０
はＡ＝１となる周波数であるので、 ｆ０＝ηαＳｋ／２πＣＲ となる。この式を見ると分かるように、半導体レーザ１
と受光素子２との結合係数αや受光素子２の受光放射感
度Ｓが変化しても、所定の発光指令信号電流Ｉ０に対し
て所望の光出力Ｐ０が得られるように可変抵抗１７の抵
抗値を調整してやると、 ｋαＳ＝ｃｏｎｓｔａｎｔ（一定） となるので、自動的に交叉周波数ｆ０も所望の値に設定
できることがわかる。

【００１６】この実施例では、可変電流増幅部は抵抗１
６を固定抵抗、抵抗１７を可変抵抗としたが、抵抗１６
を可変抵抗、抵抗１７を固定抵抗としても同様の効果が
得られることは明らかである。

【００１７】次に、この実施例において、電流加算点Ａ
Ｄをバイポーラトランジスタ６のコレクタとした構成の
効果について説明する。まず、電流加算点ＡＤをバイポ
ーラトランジスタ６のエミッタとしても可変電流増幅部
の効果は同様である。しかしながら、発光指令信号電流
の入力時における過渡特性が電流加算点ＡＤをバイポー
ラトランジスタ６のエミッタとするか，コレクタとする
かで異なってくる。電流加算点ＡＤをバイポーラトラン
ジスタ６のエミッタとした構成では、発光指令信号電流
が入力されてこの電流に相当するフィードバック電流が
可変抵抗１７を介してバイポーラトランジスタ６のエミ
ッタに帰還するまでは、バイポーラトランジスタ６のコ
レクタ電流が減少する。そこで、バイポーラトランジス
タ６のコレクタ電流の減少がバイポーラトランジスタ６
の動作に影響を及ぼさない程度にバイポーラトランジス
タ６にバイアス電流を流してやればよい。仮りに、発光
指令信号電流の最大値が２ｍＡであるとすると、バイポ
ーラトランジスタ６に２ｍＡより多いバイアス電流を流
す必要がある。また、そのバイアス電流は電流源１０，
１２が供給するが、電流源１０の電流値と電流源１２の
電流値とのアンバランスがそのまま発光指令信号電流の
誤差となる。例えば、電流源１０，１２がそれぞれ±２
％の誤差を持ち、そのバイアス電流を３ｍＡとした場合
、誤差は±１２０μＡとなり、発光指令信号電流の最大
値２ｍＡに対して±６％のオフセットとなる。このこと
により、電流源１０もしくは電流源１２にバイアス電流
調整部を付加する必要がある。

【００１８】ところが、本実施例の回路の過渡特性は、
発光指令信号電流がオンになった場合には、発光指令信
号電流がそのまま電流増幅器１３に流れ、発光指令信号
電流がオフになった場合には、まだ可変抵抗１７に電流
が流れているので、バイポーラトランジスタ６のコレク
タ電流が増加し、どちらの場合でもバイポーラトランジ
スタ６を流れる電流が増加する方向にしか動作しない。 つまり、バイポーラトランジスタ６のバイアス電流を発
光指令信号電流にかかわらず小さくすることが可能にな
る。例えば、バイポーラトランジスタ６のバイアス電流
を１００μＡに設定すると、上記と同様に誤差は±４μ
Ａとなり、発光指令信号電流の最大値２ｍＡに対して±
２％にオフセット量を抑制することができ、先に述べた
バイアス電流調整部を付加する必要がなくなり、かつ消
費電力を低減することができる。

【００１９】以上のように、この実施例によれば、受光
信号電流を可変電流増幅部により増幅して電流加算点Ａ
Ｄに帰還するので、集積化を考慮して電流増幅器１３を
バイポーラトランジスタのみで構成することも容易にな
る。また、発光指令信号電流がＩ０のとき、半導体レー
ザ１の光出力が所望の値であるＰ０となるように可変電
流増幅部の電流増幅率Ｒ１６／Ｒ１７を調整すると、自
動的に光・電気負帰還ループの交叉周波数ｆ０が所望の
値となり、高速，高精度，高分解能でかつ安定である。 さらに、電流加算点ＡＤをバイポーラトランジスタ６の
コレクタとしたので、電流源１０もしくは電流源１２に
バイアス電流調整部を付加する必要がなくなり、かつ消
費電力を低減することができる。

【００２０】図２は請求項１の発明の他の実施例を示す
。この実施例において、受光素子２から電流加算点ＡＤ
までの構成および動作は上記実施例と同様であり、その
説明を省略する。図２において、図１と同一部分には同
一符号が付してある。この実施例では、上記実施例にお
いて、電流増幅器１３の代りに、バッファであるバイポ
ーラトランジスタ２１，２２、半導体レーザ１を駆動す
るバイポーラトランジスタ２３、電流源２４，２５、抵
抗２６およびコンデンサ２７からなる回路が用いられて
いる。バイポーラトランジスタ２１はベースが電流加算
点ＡＤに接続され、コレクタが電源Ｖｃｃに接続される
。バイポーラトランジスタ２１のエミッタは電流源２４
を介して接地されると共に、バイポーラトランジスタ２
２のベースに接続され、バイポーラトランジスタ２２の
コレクタが電源Ｖｃｃに接続される。バイポーラトラン
ジスタ２２のエミッタは電流源２５を介して接地される
と共に、バイポーラトランジスタ２３のベースに接続さ
れ、バイポーラトランジスタ２３のコレクタが半導体レ
ーザ１のカソードに接続される。コンデンサ２７はバイ
ポーラトランジスタ２１のベースと電源Ｖｃｃとの間に
接続される。

【００２１】この回路においては、電流加算点ＡＤから
の電流がバッファであるバイポーラトランジスタ２１，
２２および半導体レーザ駆動用バイポーラトランジスタ
２３により増幅され、半導体レーザ１に順方向電流とし
て供給される。バイポーラトランジスタ２１，２２はそ
れぞれ電流源２４，２５によりバイアス電流が供給され
る。

【００２２】次に、この回路の動作を見積もって見る。 まず、バイポーラトランジスタ６のコレクタ部における
インピーダンスの直流成分を５０ｋΩ、抵抗２６の抵抗
値を５Ωとすると、バイポーラトランジスタ６のコレク
タ部から半導体レーザ１までの電流利得ｇは８０ｄＢで
ある。また、抵抗１６の抵抗値を１ｋΩ、可変抵抗１７
の抵抗値を１０Ω固定とすると、可変電流増幅部の電流
利得は約２０ｄＢであるので、全体としての電流ゲイン
は約１００ｄＢで前記仕様を満足する。また、バイポー
ラトランジスタ２１，２２，２３はエミッタフォロワで
あるので、高速に動作し、バイポーラトランジスタ３，
４，５等で構成される定電圧ダイオード１８のカソード
電位制御部は基本的にゲインが高々２０ｄＢのアンプで
あるので、交叉周波数を２００ＭＨＺ程度に設定して高
速に動作させることが可能であり、系全体の交叉周波数
を５０ＭＨＺ程度に設定することは十分に可能である。

【００２３】この実施例によれば、受光信号電流を可変
電流増幅部により増幅して電流加算点ＡＤに帰還するの
で、集積化を考慮して電流増幅器をバイポーラトランジ
スタ２１，２２，２３で構成することができる。また、
発光指令信号電流がＩ０のとき、半導体レーザ１の光出
力が所望の値であるＰ０となるように可変電流増幅部の
電流増幅率Ｒ１６／Ｒ１７を調整すると、自動的に光・
電気負帰還ループの交叉周波数ｆ０が所望の値となり、
高速，高精度，高分解能でかつ安定である。さらに、電
流加算点ＡＤをバイポーラトランジスタ６のコレクタと
したので、電流源１０もしくは電流源１２にバイアス電
流調整部を付加する必要がなくなり、かつ消費電力を低
減することができる。

【００２４】図３は請求項２の発明の一実施例を示す。 この実施例において、発光指令信号電流の入力部以外の
構成および動作は図１の実施例と同じであるので、その
説明を省略する。図３において、図１と同一部分には同
一符号が付してある。この実施例では、図１の実施例に
おいて、カレントミラー回路２８，バイポーラトランジ
スタ２９および電流源３０を追加したものである。バイ
ポーラトランジスタ２９はベースに電源２０が接続され
、エミッタが電流源３０を介して接地される。電流源１
１はバイポーラトランジスタ２９のコレクタに接続され
、バイポーラトランジスタ２９，６のコレクタと電源Ｖ
ｃｃとの間にカレントミラー回路２８が接続される。バ
イポーラトランジスタ２９は電流源３０によりバイアス
電流が流され、電流源１１から発光指令信号電流を吸い
込む。この発光指令信号電流はカレントミラー回路２８
を介して電流加算点ＡＤであるバイポーラトランジスタ
２９のコレクタに入力される。

【００２５】次に、この発光指令信号電流の入力部の効
果について説明する。バイポーラトランジスタ６を流れ
る電流とバイポーラトランジスタ２９を流れる電流は同
じであり、その電流がカレントミラー回路２８に流れる
ので、バイポーラトランジスタ６を流れる電流がどのよ
うな値であっても、また、その値が変動したとしても、
電流増幅器１３に流入するオフセット電流は発生しない
。このことにより、バイアス電流を回路動作が最適とな
る電流値に自由に設定することができ、かつ、オフセッ
ト電流を生じない高精度な信号入力部および電流加算点
を構成することができる。

【００２６】以上のように本実施例によれば、発光指令
信号電流をバイポーラトランジスタ２９のコレクタより
吸い込んでカレントミラー回路２８を介してバイポーラ
トランジスタ６のコレクタ部に入力するので、バイアス
調整部を必要とせずにバイアス電流を自由に設定できる
。しかも、受光信号電流を可変電流増幅部により増幅し
て電流加算点ＡＤに帰還するので、集積化を考慮して電
流増幅器をバイポーラトランジスタのみで構成すること
ができる。また、発光指令信号電流がＩ０のとき、半導
体レーザ１の光出力が所望の値であるＰ０となるように
可変電流増幅部の電流増幅率Ｒ１６／Ｒ１７を調整する
と、自動的に光・電気負帰還ループの交叉周波数ｆ０が
所望の値となり、高速，高精度，高分解能でかつ安定で
ある。

【００２７】

【発明の効果】以上のように請求項１の発明によれば、
半導体レーザの光出力を受光部により検知してこの受光
部より得られる受光信号電流に比例した電流と発光指令
信号電流とが等しくなるように前記半導体レーザの順方
向電流を制御する光・電気負帰還ループを有する半導体
レーザ制御装置において、前記光・電気負帰還ループは
、前記発光指令信号電流がコレクタに入力される第１の
バイポーラトランジスタと、この第１のバイポーラトラ
ンジスタのコレクタより電流が入力され前記半導体レー
ザに順方向電流を出力する電流増幅器と、前記受光部よ
り得られる受光信号電流がベースに入力される第２のバ
イポーラトランジスタと、この第２のバイポーラトラン
ジスタのエミッタに接続される第１の電流源と、この第
１の電流源がエミッタに接続されベースが前記第１のバ
イポーラトランジスタのベースと同電位の基準電位点に
接続される第３のバイポーラトランジスタと、前記第２
のバイポーラトランジスタのコレクタに接続される第２
の電流源と、前記第２のバイポーラトランジスタのコレ
クタにベースが接続される第４のバイポーラトランジス
タと、この第４のバイポーラトランジスタのエミッタと
前記第２のバイポーラトランジスタのベースとの間に接
続される第１の固定抵抗又は可変抵抗と、前記第４のバ
イポーラトランジスタのエミッタに接続される第３の電
流源と、前記第４のバイポーラトランジスタのエミッタ
と前記第１のバイポーラトランジスタのエミッタとの間
に接続される第２の固定抵抗または可変抵抗とを有する
ので、発光指令信号電流が第１のバイポーラトランジス
タのコレクタに入力されることにより、バイアス電流調
整部を付加する必要が無くなって調整個所を低減でき、
かつ消費電力を低減できる。しかも、受光信号電流を第
２のバイポーラトランジスタ乃至第３のバイポーラトラ
ンジスタ，第１の電流源乃至第３の電流源，第１の固定
抵抗又は可変抵抗，第２の固定抵抗または可変抵抗を有
する増幅部により増幅して第１のバイポーラトランジス
タのエミッタに入力することにより、前記電流増幅器を
容易に構成することができる。さらに、所定の発光指令
信号電流に対して半導体レーザの光出力が所望の値とな
るように前記可変抵抗を調整すると、自動的に光・電気
負帰還ループの交叉周波数ｆ０が所望の値となり、高速
，高精度，高分解能でかつ安定にできる。

【００２８】また、請求項２の発明によれば、半導体レ
ーザの光出力を受光部により検知してこの受光部より得
られる受光信号電流に比例した電流と発光指令信号電流
とが等しくなるように前記半導体レーザの順方向電流を
制御する光・電気負帰還ループを有する半導体レーザ制
御装置において、前記光・電気負帰還ループは、前記発
光指令信号電流がコレクタに入力される第１のバイポー
ラトランジスタと、この第１のバイポーラトランジスタ
のコレクタより電流が入力されるカレントミラー回路と
、このカレントミラー回路からコレクタに電流が入力さ
れる第２のバイポーラトランジスタと、この第２のバイ
ポーラトランジスタのコレクタから電流が入力され前記
半導体レーザに順方向電流を出力する電流増幅器と、前
記受光部より得られる受光信号電流がベースに入力され
る第３のバイポーラトランジスタと、この第３のバイポ
ーラトランジスタのエミッタに接続される第１の電流源
と、この第１の電流源がエミッタに接続されベースが前
記第２のバイポーラトランジスタのベースと同電位の基
準電位点に接続される第４のバイポーラトランジスタと
、前記第３のバイポーラトランジスタのコレクタに接続
される第２の電流源と、前記第３のバイポーラトランジ
スタのコレクタにベースが接続される第５のバイポーラ
トランジスタと、この第５のバイポーラトランジスタの
エミッタと前記第３のバイポーラトランジスタのベース
との間に接続される第１の固定抵抗又は可変抵抗と、前
記第５のバイポーラトランジスタのエミッタに接続され
る第３の電流源と、前記第５のバイポーラトランジスタ
のエミッタと前記第２のバイポーラトランジスタのエミ
ッタとの間に接続される第２の固定抵抗または可変抵抗
とを有するので、発光指令信号電流を第５のバイポーラ
トランジスタのコレクタより吸い込んでカレントミラー
回路を介して第１のバイポーラトランジスタのコレクタ
部に入力することにより、バイアス調整部を必要とせず
にバイアス電流を自由に設定できる。しかも、受光信号
電流を第２のバイポーラトランジスタ乃至第３のバイポ
ーラトランジスタ，第１の電流源乃至第３の電流源，第
１の固定抵抗又は可変抵抗，第２の固定抵抗または可変
抵抗を有する増幅部により増幅して第１のバイポーラト
ランジスタのエミッタに入力することにより、前記電流
増幅器を容易に構成することができる。さらに、所定の
発光指令信号電流に対して半導体レーザの光出力が所望
の値となるように前記可変抵抗を調整すると、自動的に
光・電気負帰還ループの交叉周波数ｆ０が所望の値とな
り、高速，高精度，高分解能でかつ安定にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の一実施例を示す回路図である
。

【図２】請求項１の発明の他の実施例を示す回路図であ
る。

【図３】請求項２の発明の一実施例を示す回路図である
。

【符号の説明】

１　　　　　　半導体レーザ ２　　　　　　受光素子 ３〜６，２１〜２３，２９　　　　　　バイポーラトラ
ンジスタ ７〜１２，２４，２５，３０　　　　　　電流源１３　
　　　　　増幅器 １６　　　　　　抵抗 １７　　　　　　可変抵抗 ２８　　　　　　カレントミラー回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体レーザの光出力を受光部により検知
   してこの受光部より得られる受光信号電流に比例した電
   流と発光指令信号電流とが等しくなるように前記半導体
   レーザの順方向電流を制御する光・電気負帰還ループを
   有する半導体レーザ制御装置において、前記光・電気負
   帰還ループは、前記発光指令信号電流がコレクタに入力
   される第１のバイポーラトランジスタと、この第１のバ
   イポーラトランジスタのコレクタより電流が入力され前
   記半導体レーザに順方向電流を出力する電流増幅器と、
   前記受光部より得られる受光信号電流がベースに入力さ
   れる第２のバイポーラトランジスタと、この第２のバイ
   ポーラトランジスタのエミッタに接続される第１の電流
   源と、この第１の電流源がエミッタに接続されベースが
   前記第１のバイポーラトランジスタのベースと同電位の
   基準電位点に接続される第３のバイポーラトランジスタ
   と、前記第２のバイポーラトランジスタのコレクタに接
   続される第２の電流源と、前記第２のバイポーラトラン
   ジスタのコレクタにベースが接続される第４のバイポー
   ラトランジスタと、この第４のバイポーラトランジスタ
   のエミッタと前記第２のバイポーラトランジスタのベー
   スとの間に接続される第１の固定抵抗又は可変抵抗と、
   前記第４のバイポーラトランジスタのエミッタに接続さ
   れる第３の電流源と、前記第４のバイポーラトランジス
   タのエミッタと前記第１のバイポーラトランジスタのエ
   ミッタとの間に接続される第２の固定抵抗または可変抵
   抗とを有することを特徴とする半導体レーザ制御装置。
2. 【請求項２】半導体レーザの光出力を受光部により検知
   してこの受光部より得られる受光信号電流に比例した電
   流と発光指令信号電流とが等しくなるように前記半導体
   レーザの順方向電流を制御する光・電気負帰還ループを
   有する半導体レーザ制御装置において、前記光・電気負
   帰還ループは、前記発光指令信号電流がコレクタに入力
   される第１のバイポーラトランジスタと、この第１のバ
   イポーラトランジスタのコレクタより電流が入力される
   カレントミラー回路と、このカレントミラー回路からコ
   レクタに電流が入力される第２のバイポーラトランジス
   タと、この第２のバイポーラトランジスタのコレクタか
   ら電流が入力され前記半導体レーザに順方向電流を出力
   する電流増幅器と、前記受光部より得られる受光信号電
   流がベースに入力される第３のバイポーラトランジスタ
   と、この第３のバイポーラトランジスタのエミッタに接
   続される第１の電流源と、この第１の電流源がエミッタ
   に接続されベースが前記第２のバイポーラトランジスタ
   のベースと同電位の基準電位点に接続される第４のバイ
   ポーラトランジスタと、前記第３のバイポーラトランジ
   スタのコレクタに接続される第２の電流源と、前記第３
   のバイポーラトランジスタのコレクタにベースが接続さ
   れる第５のバイポーラトランジスタと、この第５のバイ
   ポーラトランジスタのエミッタと前記第３のバイポーラ
   トランジスタのベースとの間に接続される第１の固定抵
   抗又は可変抵抗と、前記第５のバイポーラトランジスタ
   のエミッタに接続される第３の電流源と、前記第５のバ
   イポーラトランジスタのエミッタと前記第２のバイポー
   ラトランジスタのエミッタとの間に接続される第２の固
   定抵抗または可変抵抗とを有することを特徴とする半導
   体レーザ制御装置。