JPH067616B2 - レーザダイオード駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、光ＬＡＮ（ローカルエリアネットワー
ク）、光通信および光センサ等に用いられるレーザダイ
オード駆動装置に係わり、特にレーザダイオードの発光
出力の平均値を一定に保つオートパワーコントロール
（以下、ＡＰＣという）機能付きのレーザダイオード駆
動装置に関する。

「従来技術」 第３図は従来のＡＰＣ機能付きレーザダイオード駆動装
置の電気的構成を示す回路図である。

この図において、１はレーザダイオードであり、そのア
ノードＡが抵抗２を介して電源端子に接続されており、
カソードＫがnpn型トランジスタ３，４各々のコレクタ
に接続されている。トランジスタ３，４のエミッタが抵
抗５，６を介して接地されている。トランジスタ３のベ
ースは、可変抵抗７、抵抗８を順次介してバッファ素子
９の出力端に接続されている。バッファ素子９の入力端
が入力端子ＩＴｉに接続されている。ここで、バッファ
素子９には外部より信号Ｓｉが供給されるようになって
いる。１０はレーザダイオード１の発光出力を検出する
ためのフォトダイオードであり、そのカソードＫが増幅
器１１の反転入力端に接続され、アノードＡが同増幅器
１１の非反転入力端に接続されている。この増幅器１１
の反転入力端と出力端との間にはコンデンサ１２が介挿
されるとともに、直列接続された可変抵抗１３と抵抗１
４が介挿されている。上述した増幅器１１、コンデンサ
１２、可変抵抗１３および抵抗１４は電流／電圧変換回
路１５を構成する。この場合、電流／電圧変換回路１５
によってフォトダイオード１０に発生する電流が電圧に
変換される。１６は増幅器からなるバッファ回路であ
り、その非反転入力端が前記増幅器１１の出力端に接続
され、出力端が反転入力端に接続されるとともに、抵抗
１７を介して増幅器１８の反転入力端に接続されてい
る。増幅器１８の反転入力端と出力端との間には、コン
デンサ１９と抵抗２０とが並列に介挿されている。増幅
器１８の非反転入力端が抵抗２１を介して設置されると
ともに、抵抗２２を介して増幅器からなるバッファ２３
の出力端に接続されている。また、増幅器１８の出力端
が抵抗２４を介してコンデンサ２５にて接地されるとと
もに、上述したトランジスタ４のベースに接続されてい
る。上述した抵抗１７，２０，２１，２２，２４および
コンデンサ１９は差動増幅回路２６を構成する。次に、
上述したバッファ２３は、その反転入力端が自身の出力
端と接続されており、非反転入力端が可変抵抗２７の摺
動端子に接続されている。可変抵抗２７は、その固定端
子の一方が接地され、他方がコンデンサ２８にて設置さ
れるとともに、基準電圧発生素子２９の出力端に接続さ
れている。上述した可変抵抗２７、コンデンサ２８およ
び基準電圧発生素子２９は基準電圧発生回路３０を構成
する。

このように構成されたレーザダイオード駆動装置におい
て、入力端子ＩＴｉを介して信号Ｓｉが供給されると、
同信号Ｓｉが可変抵抗７によってその振幅が制限されて
トランジスタ３のベースに供給される。これによりトラ
ンジスタ３が動作し、レーザダイオード１が駆動され
る。ここで、第４図は信号Ｓi(同図(イ))に対するレーザ
ダイオード１の発光出力(同図(ロ))を示す波形図であ
る。この場合、同図(ロ)に示すように、レーザダイオー
ド１の発光出力の最大値をＰh、最小値をＰｌとした場
合、中心値Ｐcは次式より決定される。

Ｐc＝１０log((１０−１０)／２)［dBm］ さて、レーザダイオード１が一定の発光出力で発光して
いる状態から信号Ｓｉの出力が一時的に低下してその発
光出力が低下すると、それに応じてフォトダイオード１
０の発生する電流が減少し、電流／電圧変換回路１５の
出力電圧Ｖampが低下して基準電圧発生回路３０の基準
電圧Ｖrefとの差が大きくなる。これにより差動増幅回
路２６の出力電圧Ｖcontが大きくなり、トランジスタ４
のベース電流が増加する。これによりレーザダイオード
１に流れる電流Ｉldが増加し、同ダイオード１の発光出
力が増加する。同ダイオード１の発光出力が増加する
と、フォトダイオード１０の発生する電流が増加して、
電流／電圧変換回路１５の出力電圧Ｖampが増加し、差
動増幅回路２６の出力電圧Ｖcontが適切な値に設定さ
れ、レーザダイオード１の発光出力が元の出力に戻る。
このようにしてレーザダイオード１の発光出力がＡＰＣ
機能によって一定になるように制御される。この場合、
フォトダイオード１０が受けた光の変化に対して差動増
幅回路２６の出力電圧Ｖcontが適切な値に設定されるま
でに要する時間がＡＰＣ応答時間となる。

ここで、ＡＰＣ応答時間は、通常次のように決定され
る。すなわち、第５図(イ)に示すように、信号入力開始
時（信号Ｓiが信号無しの状態から信号有りの状態にな
るとき）におけるレーザダイオード１の発光出力波形
（同図(ロ)参照）の中心レベルが同ダイオード１の中心
値（平均値）Ｐcに等しくなるまでに要する期間Ｔaが略
ＡＰＣ応答時間となる。また同様に、信号入力終了時
（信号Ｓiが信号有りの状態から無しの状態になると
き）におけるレーザダイオード１の発光出力波形の中心
レベルが中心値Ｐcに等しくなるまでの期間Ｔb（第５
図）も約ＡＰＣ応答時間に等しくなる。この場合、ＡＰ
Ｃ応答時間は、電流／電圧変換回路１５のコンデンサ１
２と、差動増幅回路２６のコンデンサ１９と、トランジ
スタ４のベースと接地との間に介挿されたコンデンサ２
５によって決定される。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述した従来のレーザダイオード駆動装置に
あっては、信号入力開始時におけるレーザダイオード１
の発光出力波形の中心レベルが同ダイオード１の発光出
力の中心値Ｐcに等しくなるまでに要する時間（以下、
安定時間という）を充分に短くすることができないとい
う問題がある。すなわち、ＡＰＣ応答時間を短くする
と、レーザダイオード１の発光出力波形の中心レベルが
中心値Ｐcに等しくなる期間Ｔc（第５図(ロ)参照）にお
ける同ダイオード１の発光出力波形が第６図(イ)に示す
ようになってしまい、レーザダイオード１の発光出力が
不安定となる。そこで、ＡＰＣ応答時間を長くすると、
レーザダイオード１の発光出力波形の中心レベルが中心
値Ｐcに等しくなる期間Ｔcにおける同ダイオード１の出
力波形が第６図(ロ)に示すようになって、同ダイオード
１の発光出力が安定する。しかしながら、上述したよう
にＡＰＣ応答時間を長くすると、レーザダイオード１の
信号入力開始時における安定時間を短くすることができ
なくなってしまう。

このように、レーザダイオード１の発光出力を安定させ
るためには、ＡＰＣ応答時間を信号Ｓｉの伝送速度（ま
たは、同じレベルが続く長さ）に対して充分に長くしな
ければならないが、この反面、レーザダイオード１の信
号入力開始時における安定時間を短くすることができな
くなってしまう。

この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、ＡＰ
Ｃ応答時間を供給される信号の伝送速度（または、同じ
レベルが続く長さ）に対して充分長く、かつ、レーザダ
イオードの信号入力開始時における安定時間を短くする
ことができるレーザダイオード駆動装置を提供すること
を目的としている。

「課題を解決するための手段」 この発明は、レーザダイオードと、供給される信号に基
づいて前記レーザダイオードを駆動する駆動手段と、前
記レーザダイオードの発光出力を検出する検出手段とを
具備するレーザダイオード駆動装置において、前記信号
の入力開始時に、前記検出手段の検出結果に基づいて前
記レーザダイオードの発光出力が該信号の伝送速度に対
して短時間で一定値になるように前記駆動手段を制御
し、また、前記レーザダイオードの発光出力が前記一定
値になったときからは、前記入力開始時におけるレーザ
ダイオードの発光出力の制御時間よりも長い時間で該発
光出力が前記一定値になるように前記駆動手段を制御す
る応答時間制御手段を具備することを特徴とする。

「作用」 上記構成によれば、信号入力開始時には、レーザダイオ
ードの発光出力が該信号の伝送速度に対して短時間で一
定値になるように制御される。そして、前記発光出力が
一定値になったときからは、レーザダイオードの発光出
力が前記信号の伝送速度に対して充分長い時間で一定値
になるように制御される。

「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。

第１図はこの発明の一実施例であるレーザダイオード駆
動装置の電気的構成を示す回路図である。なお、この図
において前述した第３図と対応する部分には同一の符号
を付してその説明を省略する。また、この実施例は従来
の装置に点線内に示す回路を付加したものである。

この図において、３１は供給される信号Ｓiを時間的に
送らせて出力する遅延回路である。この場合、遅延時間
はレーザダイオード１の信号入力開始時における安定時
間に一致させている。３２は信号Ｓiの有無を検出する
フレーム検出回路であり、信号Ｓiを検出した時点で
“Ｈ”レベルの信号を出力する。この場合、フレーム検
出回路３２から出力される信号が抵抗３３を介してnpn
型トランジスタ３４のベースに供給される。トランジス
タ３４は、そのコレクタがトランジスタ４のベースに接
続されており、エミッタがコンデンサ２５aを介して接
地されている。ここで、コンデンサ２５aはＡＰＣ応答
時間を変えるためのものである。すなわち、コンデンサ
２５aを回路に介挿することによってＡＰＣ応答時間が
長くなり、外すことによつてＡＰＣ応答時間が短くな
る。この場合、ＡＰＣ応答時間を短くすることによっ
て、信号入力開始時におけるレーザダイオード１の安定
時間が短くなる。上述した遅延回路３１，フレーム検出
回路３２，抵抗３３およびトランジスタ３４は応答時間
制御回路ＲＣを構成する。

このように構成された応答時間制御回路ＲＣにおいて、
第２図(イ)に示すように、時刻t₁にて信号Ｓiがバッフ
ァ素子９を介してトランジスタ３および遅延回路３１に
供給されると、時刻t₁から時刻t₂までの期間すなわちレ
ーザダイオード１の信号入力開始時における安定時間Ｔ
aa（第２図(ロ)参照）内では、遅延回路３１から信号Ｓ
iが出力されず、フレーム検出回路３２の出力が“Ｌ”
レベルを維持する。そしてこのフレーム検出回路３２の
出力が“Ｌ”レベルとなっている期間、トランジスタ３
４がオフ状態となっているので、コンデンサ２５aがト
ランジスタ４のベースと接地との間に介挿されていな
い。すなわち、電流／電圧変換回路１５のコンデンサ１
２ａと、差動増幅回路２６のコンデンサ１９ａとで決定
されるＡＰＣ応答時間で、レーザダイオード１の発光出
力波形の中心レベルが同ダイオード１の発光出力の中心
値Ｐcに等しくなる。

次いで、時刻t₂において遅延回路３１から信号Ｓid（第
２図(ハ)参照）が出力されると、フレーム検出回路３２
の出力が“Ｈ”レベルとなる（第２図(ニ)参照）。この
場合、フレーム検出回路３２の出力が“Ｈ”レベルにな
ると、トランジスタ３４がオン状態になり、コンデンサ
２５aがトランジスタ４と接地との間に介挿される。こ
れによって上述したコンデンサ１２aと、コンデンサ１
９aおよびコンデンサ２５aとで決定されるＡＰＣ応答時
間で、レーザダイオード１の発光出力波形の中心レベル
が同ダイオード１の中心値Ｐcに等しくなる。この場
合、コンデンサ２５aが回路に介挿されるので、ＡＰＣ
応答時間が上述した場合に比べて長くなる。

このように、信号入力開始時においては、コンデンサ２
５aが回路に介挿されないので、ＡＰＣ応答時間が短く
なってレーザダイオード１の安定時間が短くなる。そし
て、レーザダイオード１の安定時間が過ぎた直後には、
コンデンサ２５aが回路に介挿されるので、ＡＰＣ応答
時間が長くなってレーザダイオード１が安定して発光す
る。

「発明の効果」 以上説明したようにこの発明によれば、信号入力開始時
においては信号の伝送速度に対してＡＰＣ応答時間を短
くし、その後においては該伝送速度に対してＡＰＣ応答
時間を長くするようにしたので、信号入力開始時におい
てはレーザダイオードの安定時間が短くなる。また、該
安定時間が経過した直後からはレーザダイオードが安定
して発光する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図は同
実施例の動作を説明するための波形図、第３図は従来の
レーザダイオード駆動装置の電気的構成を示す回路図、
第４図および第５図は各々従来のレーザダイオード駆動
装置におけるＡＰＣ応答時間を説明するための波形図、
第６図は従来のレーザダイオード駆動装置の問題点を説
明するための波形図である。 １……レーザダイオード、３……トランジスタ（駆動手
段）、４……トランジスタ、１０……フォトダイオード
（検出手段）、１２a,１９a,２５a……コンデンサ、１
５……電流／電圧変換回路、１６，２３……バッファ、
２６……差動増幅回路、３０……基準電圧発生回路、３
１……遅延回路、３２……フレーム検出回路、３３……
抵抗、３４……トランジスタ（３１，３２，３３および
３４は応答時間制御手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザダイオードと、供給される信号に基
   づいて前記レーザダイオードを駆動する駆動手段と、前
   記レーザダイオードの発光出力を検出する検出手段とを
   具備するレーザダイオード駆動装置において、前記信号
   の入力開始時に、前記検出手段の検出結果に基づいて前
   記レーザダイオードの発光出力が該信号の伝送速度に対
   して短時間で一定値になるように前記駆動手段を制御
   し、また、前記レーザダイオードの発光出力が前記一定
   値になったときからは、前記入力開始時におけるレーザ
   ダイオードの発光出力の制御時間よりも長い時間で該発
   光出力が前記一定値になるように前記駆動手段を制御す
   る応答時間制御手段を具備することを特徴とするレーザ
   ダイオード駆動装置。