JPH0584073B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、光ネツトワークシステムにおける光
出力安定化駆動方式に関し、特に半導体発光素子
から発生されるバースト光出力安定化駆動方式に
関する。

〔発明の技術的背景〕

オフイスオートメーシヨンシステム等の安価な
構成方法として、パーソナルコンピユータ等の端
末機器を共通のバスに並列接続したバス型ネツト
ワークシステム、あるいは端末機器を樹枝状に接
続したスター型ネツトワークシステムが開発され
ている。

このようなネツトワークシステムで扱う信号
は、例えば10MHz以上のデータパルス列が一定期
間のみ伝送されるバースト信号とするのが一般的
である。

しかし、このようなネツトワークシステムに用
いる光伝送技術では、旧来の同軸ケーブルを用い
た伝送技術で生じなかつた問題がバースト信号を
伝送する場合に生じてきている。これは、例えば
半導体レーザ（以下、LDと略記）からなる半導
体発光素子の発光効率が温度に非常に敏感に反応
することも１つの要因となつている。

すなわち、半導体発光素子は、バースト信号送
信中に素子自身の発熱の影響を受け、例えばLD
ではしきい値電流の上昇により光出力が低下し、
バースト信号送信中の熱サグ現象を生じる原因と
なつている。

このような半導体発光素子による熱サグ現象を
抑制する方法として、従来において半導体発光素
子の駆動電流をバースト光出力のフイードバツク
ループによつて増減し、バースト光出力を安定化
するアナログ制御方式が提案されている。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、このようなアナログ制御方式で
は、半導体発光素子への駆動電流の増加および減
少の２作用を行うために回路内の光検出素子やト
ランジスタ等の遅延による発振現象が生じて回路
自体が不安定になるという問題があつた。

〔発明の目的〕

本発明は上記の問題点を解決し、安定に動作
し、ピーク値の一定なバースト光出力が得られる
バースト光出力安定化駆動方式を提供することに
ある。

〔発明の概要〕

本発明は、半導体発光素子のバースト光出力の
一部を半導体検出素子で検出し、この光検出信号
と参照信号とを比較し、その比較結果に応じて半
導体発光素子のバイアス電流を制御する際に、バ
ースト光出力を発生させるためのバースト信号の
各パルス毎に前記参照信号と光検出信号との差に
対応したレベルを有する三角波状の誤差信号を発
生させ、この誤差信号に対応したパルス幅のパル
ス信号で前記バイアス電流を制御することによ
り、上記目的を達成している。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
あつて、バースト信号入力端子１を有するパルス
駆動部２と、送信要求入力端子３を有するバイア
ス印加部４とが設けられ、例えばLDから成る半
導体発光素子５にはこのパルス駆動部２とバイア
ス印加部４との出力を重畳した信号が入力され
る。また、半導体発光素子５の光出力を検出する
例えばPINフオトダイオードから成る半導体光検
出素子（以下、PDと略記）６と、バースト光出
力を安定化させるための参照信号を発生する参照
信号発生部７と、PD６の光検出信号と参照信号
発生部７から発生される参照信号との偏差信号を
所定の基準レベルと比較し、偏差信号に対応した
パルス幅の制御信号を出力する比較検出部８が設
けられている。比較検出部８から出力される制御
信号はバイアス印加部４に入力され、バイアス印
加部４の出力信号を制御している。

第２図は、バイアス印加部４の要部を拡大して
示した図であり、２つの定電流源４０，４１およ
び高速差動スイツチ４２，４３とが設けられ、こ
れらの高速差動スイツチ４２，４３の差動動作に
よりバイアス制御用コンデンサ４４の充放電を制
御し、このコンデンサ４４の充電電圧に応じて
LD5へのバイアス電流を制御するように構成され
ている。この場合、高速差動スイツチ４２，４３
はバイアス信号制御用信号Ａおよびバースト信号
制御用信号Ｂによりスイツチングされる。

このような構成において、バースト信号入力端
子１からパルス駆動部２に対し、第３図ａに示す
ようなバースト信号が入力されるが、このバース
ト信号の入力に際してはこのバースト信号に先立
つて送信要求入力端子３からバイアス印加部４に
第３図ｂに示すような送信要求信号が入力され
る。

バイアス印加部４には、送信要求信号の他に比
較検出部８の出力信号が入力される。この比較検
出部８は、バースト信号入力時には参照信号発生
部７から出力れる参照信号とPD６から出力され
る光検出信号とを比較し、両信号の偏差に比例し
たパルス幅の出力信号を送出するが、バースト信
号入力前の送信要求信号入力時には例えば、光検
出信号が参照信号より小さく両者の偏差が基準レ
ベルより大きければ“Ｌ”の出力信号を送出し、
光検出信号が参照信号より大きく両者の偏差が基
準レベルより小さければ“Ｈ”の出力信号を送出
する。

一方、参照信号発生部７は、バースト信号が入
力される前の送信要求信号の入力時には、LD５
のしきい値に対応した第１の参照信号を発生して
いる。また、LD５は送信要求信号の入力前には
発光していない。

このため、送信要求信号の入力時において光検
出信号は、LD５のしきい値に対応した第１の参
照信号より小さくなり、比較検出部８の出力信号
は“Ｌ”となる。

比較検出部８から“Ｌ”の出力信号が出力さ
れ、かつ送信要求信号がバイアス印加部４に入力
されることにより、バイアス印加部４内において
は、高速差動スイツチ４２をオンとするバイアス
信号制御用信号Ａと一方の高速差動スイツチ４３
をオフとするバースト信号制御信号Ｂが形成され
る。これにより、高速差動スイツチ４２はオン、
一方の高速差動スイツチ４３はオフとされ、コン
デンサ４４に対して充電が行われ、このコンデン
サ４４の充電電圧によつてトランジスタ４５が制
御され、LD５のバイアス電流が印加れる。LD５
のバイアス電流はコンデンサ４４の充電電圧の上
昇に伴つて順次増加するが、このバイアス電流の
増大に伴つてLD５のバイアス光も増大する。バ
イアス光の増大に伴いPD６の光検出電流はLD５
のしきい値に対応した第１の参照信号より大きく
なる。すると、比較検出部８の出力信号は“Ｌ”
から“Ｈ”に切換わる。これにより、コンデンサ
４４に対する充は停止され、LD５に対するバイ
アス電流の増加はこの時点で停止される。この結
果、LD５のバイアス電流はしきい値に制御され
る。

ここで、このようなバイアス電流印加時にLD
５の熱サグ現象が生じ、PD６の光検出信号が第
１の参照信号より小さくなつた場合には、比較検
出部８の出力信号が再び“Ｌ”となつてバイアス
印加部４が動作し、LD５のバイアス電流はしき
い値に保持される。

このようにLD５は送信要求信号の入力により
しきい値にバイアスされる。その後、バースト信
号がパルス駆動部２を経てLD５に入力されると、
LD５はバースト信号に対応して発光する。この
場合、バースト信号はバイアス印加部４からのバ
イアス信号に重畳してLD５に印加される。

一方、バースト信号の入力により参照信号発生
部７は、しきい値に対応した第１の参照信号にあ
わせてバースト信号によるLD５の熱サグ現象が
生じない場合の光出力に対した第２の参照信号を
出力するようになる。

これにより、比較検出部８ではバースト光の検
出信号と第２の参照信号との比較が行われるよう
になり、LD５の熱サグ現象により、バースト光
出力が低下してくると、PD６による光検出信号
が第２の参照信号より小さくなるために比較検出
部８からは“Ｌ”の出力信号が送出されるように
なる。この結果、比較検出部８が再び動作し、
LD５に対するバイアス電流は熱サグ現象により
生じた光出力の減少分に応じて増加される。これ
により、LD５の熱サグ現象によるバースト光出
力の低下が防止される。

ここで、比較検出部８から出力する“Ｌ”また
は“Ｈ”の出力信号は、第２の参照信号とバース
ト光検出信号との偏差に比例したパルス幅の信号
として出力するように構成されている。これは、
バースト光を一定にするための制御をさらに精度
よく行うためである。すなわち、バースト光検出
信号と第２の参照信号との大小関係を単純に比較
し、第４図ｂに示すような偏差信号を取出し、こ
の偏差信号の大きさが所定の基準値を越えている
か否かにより第４図ｃに示すようなバイアス制御
信号を作り、このバイアス制御信号によりLD５
に印加するバイアス電流を制御するようにした場
合、バースト光出力が僅かに小さい場合でもかな
り大きい場合と同等のバイアス電流が増加される
ものとなり、バースト光出力はフイードバツクル
ープの応答により第４図ｄに示すように鋸歯状に
なつてしまう。

これに対し、例えばバースト信号入力に同期し
て参照信号発生部７から発生させる第２の参照信
号を積分回路等を通しして積分したり、あるいは
PD６に応答周波数が低いものを用いるなどして、
第２の参照信号とバースト光検出信号との偏差信
号を第３図ｃに示すように両者の偏差に比例した
レベルを有する三角波状の信号とし、この偏差信
号を所定の基準レベルと比較することにより、第
３図ｄに示すような偏差に比例したパルス幅のバ
イアス制御信号をバースト信号入力の各パルス毎
に形成し、これによりLD５に対するバイアス電
流の増減を制御するようにすれば、第３図ｇに示
すように一定のバースト光出力が得られるように
なる。すなわち、初めのうちは熱サグ現象による
バースト光の減少に対する補償を大きくし、第２
の参照信号とバースト光出力信号との偏差が少な
くなるに従つてパルス幅の小さな出力信号を比較
検出部８から発生させ、この信号によつてバイア
ス印加部４のコンデンサ４４を充電する。これに
より、LD５に印加されるバイアス電流は第３図
ｆに示すように変化するものとなり、バイアス電
流のフイードバツク制御を行わない場合の第３図
ｅに示すようなバースト光出力特性を加味する
と、結果的に第３図ｇに示すようにピーク値が一
定のバースト光出力が得られるようになる。

要約すれば、第２の参照信号とバースト光検出
信号との単なる大小比較によつてバイアス電流を
規定量だけ増減するのでなく、第２の参照信号と
の偏差に比例したレベルの三角波状の偏差信号を
形成し、この偏差信号の大きさに比例した期間だ
けバイアス信号制御用のコンデンサ４４を充電
し、この充電電圧によつてバイアス電流を制御す
るものである。

これにより、ピーク値が一定のバースト光出力
を得るものである。

一方、この実施例においてバイアス印加部４は
バイアス電流を増加させる方向のみ動作する。こ
のため、増減機能を有する従来の負帰還ループで
問題となつていた発振現象が生じず、極めて安定
的にバイアス電流を制御することができる。

なお、上述の実施例においては半導体レーザを
用いた場合を説明したが、発光ダイオードを用い
た場合でも同様に適用できるものである。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれ
ば、バースト光検出信号と参照信号との偏差に比
例した期間だけ半導体発光素子に対するバイアス
電流を増加方向に制御するようにしたため、バー
スト光検出信号と参照信号との大小比較結果信号
によりバイアス電流を制御する場合に比べて高精
度のバイアス電流制御を安定的に行うことがで
き、ピーク値が一定のバースト光出力を得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、
第２図はバイアス印加部の要部の構成を示す図、
第３図は実施例における各部の出力波形を示す
図、第４図は従来方式による問題点を説明するた
めの波形図である。 １……バースト信号入力端子、２……パルス駆
動部、３……送信要求信号入力端子、４……バイ
アス印加部、５……半導体発光素子、６……半導
体光検出素子、７……参照信号発生部、８……比
較検出部、４０，４１……定電流源、４２，４３
……高速差動スイツチ、４４……バイアス信号制
御用コンデンサ、４５……トランジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体発光素子のバースト光出力の一部を半
   導体光検出素子で検出し、該検出信号と参照信号
   とを比較し、前記光検出信号が前記参照信号に比
   べて小さいときは前記半導体発光素子のバイアス
   信号を増大させ、かつ前記光検出信号が前記参照
   信号に比べて大きいときは前記バイアス信号を一
   定値に保持することにより前記バースト光出力を
   安定化するバースト光出力安定化駆動方式におい
   て、 バースト光出力を発生させるためのバースト信
   号の各パルス毎に、前記参照信号と前記光検出信
   号との差に対応したレベルを有する三角波状の誤
   差信号を発生させ、この誤差信号に対応したパル
   ス幅のパルス信号で前記バイアス信号を制御する ことを特徴とするバースト光出力安定化駆動方
   式。 ２ 参照信号はバースト光出力を発生させるため
   のバースト信号ならびにバイアス信号に対応して
   いる ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のバ
   ースト光出力安定化駆動方式。