JPH0685363A - レーザバイアスおよび変調回路 - Google Patents
レーザバイアスおよび変調回路Info
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- JPH0685363A JPH0685363A JP5144030A JP14403093A JPH0685363A JP H0685363 A JPH0685363 A JP H0685363A JP 5144030 A JP5144030 A JP 5144030A JP 14403093 A JP14403093 A JP 14403093A JP H0685363 A JPH0685363 A JP H0685363A
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- response
- modulation
- laser
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-
- 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
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
- H01S5/06832—Stabilising during amplitude modulation
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、レーダダイオードの光出力を一定
に維持するために効率および動作点を正確に変化させる
方法を得ることを目的とする。 【構成】 モニタフォトダイオード26によって光出力を
検出し、その大きさを有する検知信号を供給し、平均装
置40で検出した検知信号のピークと谷の中間点の大きさ
に応じてレーダダイオードのバイアス電流を制御するバ
イアス電流フィードバック制御信号をレーザ駆動装置20
に供給すると共に、差検出装置42によって検出した検知
信号のピークと谷の差の信号に基づいてバイアス電流を
変調するために使用される変調電流振幅を制御する変調
電流振幅フィードバック制御信号を供給することを特徴
とする。
に維持するために効率および動作点を正確に変化させる
方法を得ることを目的とする。 【構成】 モニタフォトダイオード26によって光出力を
検出し、その大きさを有する検知信号を供給し、平均装
置40で検出した検知信号のピークと谷の中間点の大きさ
に応じてレーダダイオードのバイアス電流を制御するバ
イアス電流フィードバック制御信号をレーザ駆動装置20
に供給すると共に、差検出装置42によって検出した検知
信号のピークと谷の差の信号に基づいてバイアス電流を
変調するために使用される変調電流振幅を制御する変調
電流振幅フィードバック制御信号を供給することを特徴
とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ上の情報の
伝送に関し、特に光ファイバに光信号を供給するために
レーザを制御する制御回路に関する。
伝送に関し、特に光ファイバに光信号を供給するために
レーザを制御する制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザダイオードは、通常、伝送のため
に光ファイバに光信号を供給するために使用される。典
型的に、レーザダイオードは複数の選択されたバイアス
電流レベルでバイアスされ、ダイオードは所望な光出力
値を達成するのに必要な変調レベルでバイアス点付近で
強度変調される。残念なことに、レーザの特性は広い温
度範囲にわたって動作されるとき２つの重要な方法で変
化する。第１にレーザ発光しきい値は温度の上昇によっ
て増加する傾向がある。これは、温度の上昇によって一
定の平均光出力パワーを維持するため、バイアス電流と
呼ばれる平均駆動電流が増加されなければならないこと
を意味する。第２に、レーザ電流対光パワー変換の効率
（スロープ効果として知られている）は温度の上昇によ
って減少する。
に光ファイバに光信号を供給するために使用される。典
型的に、レーザダイオードは複数の選択されたバイアス
電流レベルでバイアスされ、ダイオードは所望な光出力
値を達成するのに必要な変調レベルでバイアス点付近で
強度変調される。残念なことに、レーザの特性は広い温
度範囲にわたって動作されるとき２つの重要な方法で変
化する。第１にレーザ発光しきい値は温度の上昇によっ
て増加する傾向がある。これは、温度の上昇によって一
定の平均光出力パワーを維持するため、バイアス電流と
呼ばれる平均駆動電流が増加されなければならないこと
を意味する。第２に、レーザ電流対光パワー変換の効率
（スロープ効果として知られている）は温度の上昇によ
って減少する。
【０００３】第２の効果、つまり温度の上昇によって減
少するスロープ効果は、温度の上昇によって一定の平均
光出力パワーで維持するため、バイアス電流が増加され
なければならない点で第１の効果と同じである。第２の
効果の別の問題は、温度の上昇によって一定の信号ある
いは変調、光出力パワーを維持するため、変調電流が増
加されなければならないことである。
少するスロープ効果は、温度の上昇によって一定の平均
光出力パワーで維持するため、バイアス電流が増加され
なければならない点で第１の効果と同じである。第２の
効果の別の問題は、温度の上昇によって一定の信号ある
いは変調、光出力パワーを維持するため、変調電流が増
加されなければならないことである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】多くの光ファイバ伝送
の適用において信頼性があり、反復可能な結果を得るた
め、レーザから出る平均および信号パワーは比較的一定
に保持されなければならない。比較的一定な温度にレー
ザを維持するために熱電気冷却を使用することによって
多くの場合にこの問題は回避されている。この解決法は
一般に費用がかかり、パワーを消費し、容積が大きく、
低コストの適用に対しては通常容認できない。別の可能
な解決法はレーザ温度を単に監視し、予想された特性曲
線によってバイアスおよび信号電流レベルを調整するこ
とであった。しかしながら、低コストのレーザに関し
て、装置から装置ごとの温度に関する特性の変化は通常
正確には予測できない。これは、各レーザが温度によっ
てそれぞれ特徴づけられる、あるいはフィードバックル
ープが動作中にレーザを制御するために設定されること
を要求する。費用がかかることを別にしても、個々の特
性は、レーザが老化するときに生じるレーザ特性の変化
を全く考慮しない付加的な欠点を有する。
の適用において信頼性があり、反復可能な結果を得るた
め、レーザから出る平均および信号パワーは比較的一定
に保持されなければならない。比較的一定な温度にレー
ザを維持するために熱電気冷却を使用することによって
多くの場合にこの問題は回避されている。この解決法は
一般に費用がかかり、パワーを消費し、容積が大きく、
低コストの適用に対しては通常容認できない。別の可能
な解決法はレーザ温度を単に監視し、予想された特性曲
線によってバイアスおよび信号電流レベルを調整するこ
とであった。しかしながら、低コストのレーザに関し
て、装置から装置ごとの温度に関する特性の変化は通常
正確には予測できない。これは、各レーザが温度によっ
てそれぞれ特徴づけられる、あるいはフィードバックル
ープが動作中にレーザを制御するために設定されること
を要求する。費用がかかることを別にしても、個々の特
性は、レーザが老化するときに生じるレーザ特性の変化
を全く考慮しない付加的な欠点を有する。
【０００５】フィードバックループは、レーザの後面モ
ニタフォトダイオードあるいは全体のリンクおよび受信
機を通って反対側の端部に設定される。後者の方法は、
ケーブル装置、受信機およびレーザファイバ間の結合に
おける変化に適応することができる利点を有する。しか
し、それは、受信機および送信機に戻るリンクで制御回
路構成の付加を要求する欠点を有する。フィードバック
リンクがすでに存在する場合、リンク能力はフィードバ
ック情報のために使用される。しかしながら、フィード
バック情報はレーザ特性において不安定性を生じる適時
の形式ではレーザに戻らない可能性も考慮されなければ
ならない。
ニタフォトダイオードあるいは全体のリンクおよび受信
機を通って反対側の端部に設定される。後者の方法は、
ケーブル装置、受信機およびレーザファイバ間の結合に
おける変化に適応することができる利点を有する。しか
し、それは、受信機および送信機に戻るリンクで制御回
路構成の付加を要求する欠点を有する。フィードバック
リンクがすでに存在する場合、リンク能力はフィードバ
ック情報のために使用される。しかしながら、フィード
バック情報はレーザ特性において不安定性を生じる適時
の形式ではレーザに戻らない可能性も考慮されなければ
ならない。
【０００６】後面モニタによる局部化されたフィードバ
ックは、レーザのバイアス電流を調節するために通常使
用される。６ｄＢ程度の高さのスロープ効率の変化はし
ばしば無視される。場合によっては、信号への固定され
たレベルの“パイロット”搬送波の生成および付加によ
って、変調電流は後面モニタダイオードによって調節さ
れる。しかしながら、信号によるパイロット搬送波の発
生およびマルチプレクサのための回路が付加されなけれ
ばならない。さらに、リンク帯域幅はパイロットによっ
て占有されて減少する。
ックは、レーザのバイアス電流を調節するために通常使
用される。６ｄＢ程度の高さのスロープ効率の変化はし
ばしば無視される。場合によっては、信号への固定され
たレベルの“パイロット”搬送波の生成および付加によ
って、変調電流は後面モニタダイオードによって調節さ
れる。しかしながら、信号によるパイロット搬送波の発
生およびマルチプレクサのための回路が付加されなけれ
ばならない。さらに、リンク帯域幅はパイロットによっ
て占有されて減少する。
【０００７】本発明の目的は、上記のような欠点のない
レーザを調節する手段を提供することである。
レーザを調節する手段を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、様々な
温度にわたるレーザダイオードからの一定の光出力は、
パラメータの第１のセットにしたがってバイアス電流を
調整し、パラメータの第２のセットによって変調電流振
幅を調整することによって達成される。
温度にわたるレーザダイオードからの一定の光出力は、
パラメータの第１のセットにしたがってバイアス電流を
調整し、パラメータの第２のセットによって変調電流振
幅を調整することによって達成される。
【０００９】さらに本発明によれば、レーザダイオード
からの様々な変調コード化方式にわたる一定の光出力
は、パラメータの第１のセットにしたがってバイアス電
流を調整し、パラメータの第２のセットによって変調電
流振幅を調整することによって達成される。
からの様々な変調コード化方式にわたる一定の光出力
は、パラメータの第１のセットにしたがってバイアス電
流を調整し、パラメータの第２のセットによって変調電
流振幅を調整することによって達成される。
【００１０】さらに本発明によれば、パラメータの第１
のセットは、レーザダイオードからの光出力の検出され
たピークと谷の振幅の平均を含む。
のセットは、レーザダイオードからの光出力の検出され
たピークと谷の振幅の平均を含む。
【００１１】さらに本発明によれば、パラメータの第２
のセットは、レーザダイオードからの光出力のピークと
谷の間の差を含む。
のセットは、レーザダイオードからの光出力のピークと
谷の間の差を含む。
【００１２】本発明は、比較的低速（５０メガボー以
下）のデジタル信号および高速（１ギガヘルツに及ぶ）
のアナログ複合ビデオ信号より構成される周波数多重化
ハイブリッド信号によって変調される低コストの冷却さ
れないレーザを調節する方法として最初に考えられる。
本発明の応用は、広い温度範囲が低コストの設計によっ
て処理されなければならず、送信された信号がハイブリ
ッドアナログビデオ／デジタル音声信号である光ファイ
バとカーブ(curb)の間のシステムにおいて行われる。
下）のデジタル信号および高速（１ギガヘルツに及ぶ）
のアナログ複合ビデオ信号より構成される周波数多重化
ハイブリッド信号によって変調される低コストの冷却さ
れないレーザを調節する方法として最初に考えられる。
本発明の応用は、広い温度範囲が低コストの設計によっ
て処理されなければならず、送信された信号がハイブリ
ッドアナログビデオ／デジタル音声信号である光ファイ
バとカーブ(curb)の間のシステムにおいて行われる。
【００１３】このように、本発明は、仮想パイロットと
して全デジタルあるいは全ハイブリッドデジタル／アナ
ログの応用においてすでに存在しているデジタル信号を
使用する方法を提供する。デジタル信号に混入する多く
の不平衡コード化方式およびデータ依存性ＤＣベースの
ラインがレーザバイアスおよび変調電流に不正確に作用
しないようなデジタル信号を使用する技術を提供する。
して全デジタルあるいは全ハイブリッドデジタル／アナ
ログの応用においてすでに存在しているデジタル信号を
使用する方法を提供する。デジタル信号に混入する多く
の不平衡コード化方式およびデータ依存性ＤＣベースの
ラインがレーザバイアスおよび変調電流に不正確に作用
しないようなデジタル信号を使用する技術を提供する。
【００１４】本発明のこれらおよびその他の目的、特徴
および利点は、添付図面に示されたような最良のモード
の実施例の以下の詳細な説明からさらに明らかとなるで
あろう。
および利点は、添付図面に示されたような最良のモード
の実施例の以下の詳細な説明からさらに明らかとなるで
あろう。
【００１５】
【実施例】図１は、一定の出力パワーがバイアス点およ
び変調の振幅を制御することによって変調信号によって
変調されたレーザダイオードの効率あるいは動作点を変
化する動作を示す。例えば、温度を変化することによっ
て生じるような効率の変化の場合、本発明は動作点およ
び変調の振幅を変化することによって自動的に補償す
る。これは３つの異なる温度に関して示され、３つの異
なる動作点および変調信号の振幅を生ずる。例えば、５
０％の装荷率なしにデジタル変調信号によって生じられ
る動作点を変化する場合、動作点は本発明による図１に
示されたような動作点（Ｉ1 ，Ｉ2 ，Ｉ3 ）の１つの左
あるいは右にある程度離れる傾向があるが、動作点は同
じ位置にとどめられる。
び変調の振幅を制御することによって変調信号によって
変調されたレーザダイオードの効率あるいは動作点を変
化する動作を示す。例えば、温度を変化することによっ
て生じるような効率の変化の場合、本発明は動作点およ
び変調の振幅を変化することによって自動的に補償す
る。これは３つの異なる温度に関して示され、３つの異
なる動作点および変調信号の振幅を生ずる。例えば、５
０％の装荷率なしにデジタル変調信号によって生じられ
る動作点を変化する場合、動作点は本発明による図１に
示されたような動作点（Ｉ1 ，Ｉ2 ，Ｉ3 ）の１つの左
あるいは右にある程度離れる傾向があるが、動作点は同
じ位置にとどめられる。
【００１６】図２は低コストの、冷却されないレーザ12
を調節するために使用されるフィードバック回路10を含
む本発明の実施例を示し、それは駆動装置20内で多重化
される前の１対のライン16，18上の２つの分離した信号
として示されている周波数分割多重化信号14によって変
調される。信号14の成分16，18は、（例えば、５０メガ
ボー以下の）比較的低速のデジタルデータ信号およびア
ナログテレビジョンチャンネル（例えば１ギガヘルツま
で周波数スペクトルに沿って間隔の空いた）のような１
以上の高速ＲＦ信号を含む。レーザ駆動装置20はライン
16，18上の信号に応答して周波数分割多重化信号14に信
号16，18を多重化し、レーザ12に駆動電流を供給し、レ
ーザには伝送のために光ファイバ（図示されていない）
に光出力22を供給する。レーザ駆動装置はバイアス電流
レベルを中心にレーザを変調し、前面を通って光ファイ
バに光22を伝送し、後面を通ってモニタフォトダイオー
ド26に光24を伝送する。モニタダイオードの周波数応答
は通常アナログビデオ信号を阻止するように遅いが、デ
ジタル信号を送信するには十分の速さである。しかしな
がら、アナログビデオ信号がモニタダイオードで顕著に
減衰されない場合、ローパスフィルタ28がそれらを瀘波
するために信号通路に挿入される。少なくとも、レーザ
後面モニタダイオード26あるいはローパスフィルタのど
ちらか、あるいはその両方は電流電圧間のレベル変換器
32にライン30上の瀘波された低周波数信号を供給し、そ
れは、ピーク間電圧の検出器36ａ，36ｂに同じライン30
上の電圧を供給するための、基準に対する抵抗ネットワ
ークである。
を調節するために使用されるフィードバック回路10を含
む本発明の実施例を示し、それは駆動装置20内で多重化
される前の１対のライン16，18上の２つの分離した信号
として示されている周波数分割多重化信号14によって変
調される。信号14の成分16，18は、（例えば、５０メガ
ボー以下の）比較的低速のデジタルデータ信号およびア
ナログテレビジョンチャンネル（例えば１ギガヘルツま
で周波数スペクトルに沿って間隔の空いた）のような１
以上の高速ＲＦ信号を含む。レーザ駆動装置20はライン
16，18上の信号に応答して周波数分割多重化信号14に信
号16，18を多重化し、レーザ12に駆動電流を供給し、レ
ーザには伝送のために光ファイバ（図示されていない）
に光出力22を供給する。レーザ駆動装置はバイアス電流
レベルを中心にレーザを変調し、前面を通って光ファイ
バに光22を伝送し、後面を通ってモニタフォトダイオー
ド26に光24を伝送する。モニタダイオードの周波数応答
は通常アナログビデオ信号を阻止するように遅いが、デ
ジタル信号を送信するには十分の速さである。しかしな
がら、アナログビデオ信号がモニタダイオードで顕著に
減衰されない場合、ローパスフィルタ28がそれらを瀘波
するために信号通路に挿入される。少なくとも、レーザ
後面モニタダイオード26あるいはローパスフィルタのど
ちらか、あるいはその両方は電流電圧間のレベル変換器
32にライン30上の瀘波された低周波数信号を供給し、そ
れは、ピーク間電圧の検出器36ａ，36ｂに同じライン30
上の電圧を供給するための、基準に対する抵抗ネットワ
ークである。
【００１７】最高および最低の絶対電圧レベルを変換さ
れた信号について検出するピークおよび谷の検出回路36
ａ，36ｂが設けられ、それぞれライン38ａ，38ｂに出力
される。ピークおよび谷検出器の応答および保持時間
は、デジタルデータのシンボル速度および推移間の最も
長い持続時間に依存して設定される。シンボル推移間の
時間が非常に長い正確な非ゼロ復帰（ＮＲＺ）復号化
は、ここに開示された実施例には使用できない。
れた信号について検出するピークおよび谷の検出回路36
ａ，36ｂが設けられ、それぞれライン38ａ，38ｂに出力
される。ピークおよび谷検出器の応答および保持時間
は、デジタルデータのシンボル速度および推移間の最も
長い持続時間に依存して設定される。シンボル推移間の
時間が非常に長い正確な非ゼロ復帰（ＮＲＺ）復号化
は、ここに開示された実施例には使用できない。
【００１８】ピークおよび谷の検出後、ライン38ａ，38
ｂ上の制御電圧は平均装置40および差動検出器42に供給
される。平均装置40において、ライン38ａ，38ｂ上のピ
ークおよび谷の電圧は中間点を見付けるために平均にさ
れ、それを示す大きさを有する中間点信号はレーザバイ
アス制御装置46にライン44上で供給される。後面モニタ
のすぐ後で平均レベルの検出を実行する代りに、ピーク
および谷の電圧が中間点の決定に使用されるため、平均
レベルの変動に依存するデータおよびコード化方式は避
けられる。使用されたコード化方式がデータおよびビッ
ト間の推移が保証される正確に５０％の有効な装荷率を
有さない場合、５０％の装荷率から離れた変化のための
レーザバイアス制御において生じられた任意の変化は避
けられる。
ｂ上の制御電圧は平均装置40および差動検出器42に供給
される。平均装置40において、ライン38ａ，38ｂ上のピ
ークおよび谷の電圧は中間点を見付けるために平均にさ
れ、それを示す大きさを有する中間点信号はレーザバイ
アス制御装置46にライン44上で供給される。後面モニタ
のすぐ後で平均レベルの検出を実行する代りに、ピーク
および谷の電圧が中間点の決定に使用されるため、平均
レベルの変動に依存するデータおよびコード化方式は避
けられる。使用されたコード化方式がデータおよびビッ
ト間の推移が保証される正確に５０％の有効な装荷率を
有さない場合、５０％の装荷率から離れた変化のための
レーザバイアス制御において生じられた任意の変化は避
けられる。
【００１９】ライン44上の中間点電圧はレーザバイアス
制御装置46に供給され、しきい値調整装置50として示さ
れたような調整可能なライン48上のしきい値信号と比較
される。しきい値は、図１に示されたＰ0 レベルのよう
な選択された平均光出力パワーレベルにレーザを位置す
るために選択される。中間点電圧がしきい値よりも低い
場合、レーザバイアス制御装置は中間点電圧がしきい値
と等しくなるまでレーザ駆動装置装置20におけるバイア
ス電流を増加するためにライン52上に信号を供給する。
中間点電圧がしきい値よりも高い場合に逆の動作が行わ
れる。
制御装置46に供給され、しきい値調整装置50として示さ
れたような調整可能なライン48上のしきい値信号と比較
される。しきい値は、図１に示されたＰ0 レベルのよう
な選択された平均光出力パワーレベルにレーザを位置す
るために選択される。中間点電圧がしきい値よりも低い
場合、レーザバイアス制御装置は中間点電圧がしきい値
と等しくなるまでレーザ駆動装置装置20におけるバイア
ス電流を増加するためにライン52上に信号を供給する。
中間点電圧がしきい値よりも高い場合に逆の動作が行わ
れる。
【００２０】差検出器42において、ライン38ａ，38ｂ上
のピークと谷の電圧間の差が決定される。差電圧信号は
レーザ変調制御装置56にライン54上で供給され、ライン
58上のしきい値基準信号のレベルを調整できるしきい値
調整装置60によって供給されたライン58上のしきい値信
号に比較される。しきい値は、デジタル信号のレーザか
らの所望な変調率あるいは信号電圧パワー対平均パワー
の割合にしたがって設定される。差電圧がしきい値より
低い場合、レーザ変調制御装置56はレーザ駆動装置20の
利得を増加するためにライン62に信号を供給する。差電
圧がしきい値より高い場合に逆の動作が行われる。駆動
装置において、２つの信号タイプに対して設定される相
対変調率が維持されるように、デジタルおよびアナログ
信号の両者は比例して調整される。
のピークと谷の電圧間の差が決定される。差電圧信号は
レーザ変調制御装置56にライン54上で供給され、ライン
58上のしきい値基準信号のレベルを調整できるしきい値
調整装置60によって供給されたライン58上のしきい値信
号に比較される。しきい値は、デジタル信号のレーザか
らの所望な変調率あるいは信号電圧パワー対平均パワー
の割合にしたがって設定される。差電圧がしきい値より
低い場合、レーザ変調制御装置56はレーザ駆動装置20の
利得を増加するためにライン62に信号を供給する。差電
圧がしきい値より高い場合に逆の動作が行われる。駆動
装置において、２つの信号タイプに対して設定される相
対変調率が維持されるように、デジタルおよびアナログ
信号の両者は比例して調整される。
【００２１】図３を参照すると、ライン16上の比較的低
速のデジタルデータ入力信号を処理するための図２のレ
ーザ駆動装置20のデジタル部分を構成する１つの方法が
示されている。その信号は並列の抵抗70およびキャパシ
タ72に最初に供給され、パルス幅の歪みを防ぐためにト
ランジスタ74の適当な切換えを助長する。トランジスタ
74は、＋５Ｖのノード76のＶＣＣ電圧によって給電され
る。コレクタ電圧は並列のキャパシタ対78によって瀘波
され、直列の抵抗79は負の軌跡を有する駆動信号に駆動
信号を変換するように動作するバッファステージ80によ
ってバッファされる前にレベル変換のために使用され
る。これは、負方向に駆動される必要がある選択された
特定のレーザのために示された特定の実施例に関して行
われた。もちろん、これは不可欠ではない。
速のデジタルデータ入力信号を処理するための図２のレ
ーザ駆動装置20のデジタル部分を構成する１つの方法が
示されている。その信号は並列の抵抗70およびキャパシ
タ72に最初に供給され、パルス幅の歪みを防ぐためにト
ランジスタ74の適当な切換えを助長する。トランジスタ
74は、＋５Ｖのノード76のＶＣＣ電圧によって給電され
る。コレクタ電圧は並列のキャパシタ対78によって瀘波
され、直列の抵抗79は負の軌跡を有する駆動信号に駆動
信号を変換するように動作するバッファステージ80によ
ってバッファされる前にレベル変換のために使用され
る。これは、負方向に駆動される必要がある選択された
特定のレーザのために示された特定の実施例に関して行
われた。もちろん、これは不可欠ではない。
【００２２】エミッタフォロア部分82はバッファステー
ジ80に後続し、さらにレベルは選択された特定のレーザ
ダイオード12に適当な負の５Ｖに近くなるように入力を
変換する。バッファ部分84はエミッタフォロア部分82の
出力をバッファし、例えば０乃至２０ＭＨｚの範囲の信
号を通過させるローパスフィルタ部分86によって後続さ
れる。これは図２に示されたローパスフィルタ28と同じ
ではなく、単にノード102 でデジタルによって多重化さ
れるアナログビデオ信号に歪みを生じさせるデジタル信
号からの高周波数成分を除去するために設けられてい
る。
ジ80に後続し、さらにレベルは選択された特定のレーザ
ダイオード12に適当な負の５Ｖに近くなるように入力を
変換する。バッファ部分84はエミッタフォロア部分82の
出力をバッファし、例えば０乃至２０ＭＨｚの範囲の信
号を通過させるローパスフィルタ部分86によって後続さ
れる。これは図２に示されたローパスフィルタ28と同じ
ではなく、単にノード102 でデジタルによって多重化さ
れるアナログビデオ信号に歪みを生じさせるデジタル信
号からの高周波数成分を除去するために設けられてい
る。
【００２３】ローパスフィルタ86は、最小のＤＣ電流が
この選択によって供給されるように、ほぼ−５Ｖまで低
下するフィルタ信号の最も負の軌跡を示す変換部分88に
よって後続される。
この選択によって供給されるように、ほぼ−５Ｖまで低
下するフィルタ信号の最も負の軌跡を示す変換部分88に
よって後続される。
【００２４】トランジスタ90のベースに信号の軌跡ある
いは振動を与えるため、抵抗91はレーザ12におけるデジ
タル信号に対する変調電流を設定する。
いは振動を与えるため、抵抗91はレーザ12におけるデジ
タル信号に対する変調電流を設定する。
【００２５】レーザダイオード12からの光出力24は後面
26によって検出され、検出された信号は図２と関連して
上記説明されたようなライン30上に供給される。ローパ
スフィルタ28は図２に示されているが、特定の場合にお
いて、ダイオードのキャパシタンスはトランジスタ154
の入力抵抗を加えるので、回路は実効的なローパスフィ
ルタを供給するのに十分に良好であった。
26によって検出され、検出された信号は図２と関連して
上記説明されたようなライン30上に供給される。ローパ
スフィルタ28は図２に示されているが、特定の場合にお
いて、ダイオードのキャパシタンスはトランジスタ154
の入力抵抗を加えるので、回路は実効的なローパスフィ
ルタを供給するのに十分に良好であった。
【００２６】図４の説明に関して、出力が図３に示され
た加算ノード102 にライン100 上で供給され、図４のビ
デオ回路の出力が図３に示されたデジタル部分によって
与えられた電流に加算されることが分かる。これは、高
周波ビデオ信号によって低周波デジタル信号を多重化す
る周波数分割多重化ノードを効果的に形成する。したが
って多重化された信号はダイオード12を変調する。
た加算ノード102 にライン100 上で供給され、図４のビ
デオ回路の出力が図３に示されたデジタル部分によって
与えられた電流に加算されることが分かる。これは、高
周波ビデオ信号によって低周波デジタル信号を多重化す
る周波数分割多重化ノードを効果的に形成する。したが
って多重化された信号はダイオード12を変調する。
【００２７】図４を参照すると、本発明によるレーダ駆
動装置20に関するビデオ回路が示されている。図２の高
速ＲＦ信号18は、ライン106 上の信号によって制御さ
れ、図２および図４の両方に示された（図５に関する以
下の詳細な説明に開示されるレーザ変調制御装置56から
の）ライン62上のフィードバック信号によって制御され
るような一定のレベルでビデオレベルを維持する電圧制
御された減衰器104 への入力信号として図４の左上に示
されている。
動装置20に関するビデオ回路が示されている。図２の高
速ＲＦ信号18は、ライン106 上の信号によって制御さ
れ、図２および図４の両方に示された（図５に関する以
下の詳細な説明に開示されるレーザ変調制御装置56から
の）ライン62上のフィードバック信号によって制御され
るような一定のレベルでビデオレベルを維持する電圧制
御された減衰器104 への入力信号として図４の左上に示
されている。
【００２８】電圧制御された減衰器104 からのライン10
6 上の出力信号は、図３における接合部102 で加算され
るようにライン100 上のビデオ信号と結合されるデジタ
ル信号を崩壊する任意の低周波数部分を除くハイパスフ
ィルタ108 によって瀘波される。
6 上の出力信号は、図３における接合部102 で加算され
るようにライン100 上のビデオ信号と結合されるデジタ
ル信号を崩壊する任意の低周波数部分を除くハイパスフ
ィルタ108 によって瀘波される。
【００２９】ライン106 上の信号は直列の抵抗109 ，11
0 およびキャパシタ112 に供給され、それらはビデオ信
号通路106 上の制御回路の任意の影響を妨げるインピー
ダンスを与える作用をする。換言すると、抵抗109 ，11
0 およびキャパシタ112 は、主ライン106 に与えられた
インピーダンスが主ライン106 の特性インピーダンスの
１０倍以上であるように選択された値を有する。ダイオ
ード114 （温度ドリフト効果を最小にするバックダイオ
ードとして構成される）およびキャパシタ116は平均パ
ワー検出を行うように動作する。キャパシタ116 は、ラ
イン124 上の積分された出力信号を供給するためにライ
ン122 上の信号を積分する積分器120 に与えられること
から瞬間の高いピークを阻止するために前積分器として
抵抗118と協調して動作する。積分器はライン126 上の
基準信号に関連し、それによって積分器120 はライン12
2 上の信号とライン126 上の信号の間の差をゼロにする
ように試みる。積分器120 の後、ステージ128 ，130 は
電圧制御された減衰器104が例えば０乃至−５Ｖの制御
電圧として必要な領域中にライン132 上の信号のＤＣ振
動を移動することによって利得およびレベルシフトの両
方を実行する。
0 およびキャパシタ112 に供給され、それらはビデオ信
号通路106 上の制御回路の任意の影響を妨げるインピー
ダンスを与える作用をする。換言すると、抵抗109 ，11
0 およびキャパシタ112 は、主ライン106 に与えられた
インピーダンスが主ライン106 の特性インピーダンスの
１０倍以上であるように選択された値を有する。ダイオ
ード114 （温度ドリフト効果を最小にするバックダイオ
ードとして構成される）およびキャパシタ116は平均パ
ワー検出を行うように動作する。キャパシタ116 は、ラ
イン124 上の積分された出力信号を供給するためにライ
ン122 上の信号を積分する積分器120 に与えられること
から瞬間の高いピークを阻止するために前積分器として
抵抗118と協調して動作する。積分器はライン126 上の
基準信号に関連し、それによって積分器120 はライン12
2 上の信号とライン126 上の信号の間の差をゼロにする
ように試みる。積分器120 の後、ステージ128 ，130 は
電圧制御された減衰器104が例えば０乃至−５Ｖの制御
電圧として必要な領域中にライン132 上の信号のＤＣ振
動を移動することによって利得およびレベルシフトの両
方を実行する。
【００３０】差動増幅器ステージ130 は、ライン132 上
の入力信号とライン134 上の入力信号の間の差をゼロに
するように駆動する。ライン134 上の信号は、図５によ
るライン62上のフィードバック信号に応答する信号調節
ステージ136 によって供給される。
の入力信号とライン134 上の入力信号の間の差をゼロに
するように駆動する。ライン134 上の信号は、図５によ
るライン62上のフィードバック信号に応答する信号調節
ステージ136 によって供給される。
【００３１】図５は、図２のレーザバイアスおよびＡＧ
Ｃ制御部分を示す。電圧調節器150は、ライン152 上の
調節された−２．５Ｖを供給するライン92上の−５Ｖに
反応する。平衡状態で、ライン34上の電圧は−１．２５
Ｖで位置され、振動量は変調指数が設定される方法によ
って決定される。
Ｃ制御部分を示す。電圧調節器150は、ライン152 上の
調節された−２．５Ｖを供給するライン92上の−５Ｖに
反応する。平衡状態で、ライン34上の電圧は−１．２５
Ｖで位置され、振動量は変調指数が設定される方法によ
って決定される。
【００３２】トランジスタ154 はライン76上の＋５Ｖに
対してコレクタが接続され、平衡状態で−２．５Ｖで位
置する接続ノード160 を有する１対の抵抗156 ，158 を
通って電流を供給する。図２のピーク検出器36ａおよび
谷検出器36ｂは、図５における実施例に示されている。
バッファ演算増幅器162 はライン38ａ上に捕捉されたピ
ーク信号を供給し、デジタル入力信号の推移間の最も長
い予想された時間よりも長い時定数を有するように選択
される値を有する抵抗166 およびキャパシタ168 を有す
る回路164 によって保持され、５０％の装荷率を有さな
い点で不平衡である。このように、推移の間の最も長い
時間が約１８０ナノ秒である場合、抵抗値は１６２Ｋオ
ームとなるように選択され、キャパシタは約３３ピコフ
ァラドである。同様の値は、ライン160 上に信号のピー
クあるいは谷を保持する目的を有する回路174 における
抵抗170 およびキャパシタ172 に対して選択される。演
算増幅器176 は、中間点を見付けるためにライン38ｂ上
の信号およびライン38ａ上の信号の両方に応答する平均
装置40にライン38ｂ上の谷信号を供給する。差動増幅器
180 は、図２に関して前述されたようにライン48上の基
準信号とライン44上の平均信号を比較する。差動増幅器
180 の出力は、レーザ駆動装置へのフィードバック信号
として図２に示されたライン52上の信号である。この信
号はトランジスタ181 を駆動するために使用される。ト
ランジスタ181 のベースの与えられた信号電圧に関し
て、ＤＣあるいはバイアス電流は抵抗181 ａによって設
定され、レーザダイオード12を通過するビデオおよびデ
ジタル変調電流にノード102 のライン182 を通って加算
される。
対してコレクタが接続され、平衡状態で−２．５Ｖで位
置する接続ノード160 を有する１対の抵抗156 ，158 を
通って電流を供給する。図２のピーク検出器36ａおよび
谷検出器36ｂは、図５における実施例に示されている。
バッファ演算増幅器162 はライン38ａ上に捕捉されたピ
ーク信号を供給し、デジタル入力信号の推移間の最も長
い予想された時間よりも長い時定数を有するように選択
される値を有する抵抗166 およびキャパシタ168 を有す
る回路164 によって保持され、５０％の装荷率を有さな
い点で不平衡である。このように、推移の間の最も長い
時間が約１８０ナノ秒である場合、抵抗値は１６２Ｋオ
ームとなるように選択され、キャパシタは約３３ピコフ
ァラドである。同様の値は、ライン160 上に信号のピー
クあるいは谷を保持する目的を有する回路174 における
抵抗170 およびキャパシタ172 に対して選択される。演
算増幅器176 は、中間点を見付けるためにライン38ｂ上
の信号およびライン38ａ上の信号の両方に応答する平均
装置40にライン38ｂ上の谷信号を供給する。差動増幅器
180 は、図２に関して前述されたようにライン48上の基
準信号とライン44上の平均信号を比較する。差動増幅器
180 の出力は、レーザ駆動装置へのフィードバック信号
として図２に示されたライン52上の信号である。この信
号はトランジスタ181 を駆動するために使用される。ト
ランジスタ181 のベースの与えられた信号電圧に関し
て、ＤＣあるいはバイアス電流は抵抗181 ａによって設
定され、レーザダイオード12を通過するビデオおよびデ
ジタル変調電流にノード102 のライン182 を通って加算
される。
【００３３】ライン38ａ上の信号は、入力信号の最近の
ピーク値を表す信号である。その信号は平均検出器の電
圧フォロア40のみだけでなく、図４に示されるようにラ
イン54上の差動信号とライン58上の基準信号を比較し、
レーザ駆動装置のビデオ部分にライン62上のフィードバ
ック信号を供給する比較器190 にライン54上の差信号を
供給するライン38ｂ上の信号に応答する差検出器42にも
供給される。ライン62上の信号は、図３のレーザ駆動回
路のデジタル部分における電圧制御された抵抗として使
用されたＦＥＴ192 のゲートで使用される。信号は、ピ
ークと谷の差における変化によってＦＥＴの抵抗値を変
化し、それによって図３におけるトランジスタ80の後の
デジタル信号の電圧分割の割当を変化する。
ピーク値を表す信号である。その信号は平均検出器の電
圧フォロア40のみだけでなく、図４に示されるようにラ
イン54上の差動信号とライン58上の基準信号を比較し、
レーザ駆動装置のビデオ部分にライン62上のフィードバ
ック信号を供給する比較器190 にライン54上の差信号を
供給するライン38ｂ上の信号に応答する差検出器42にも
供給される。ライン62上の信号は、図３のレーザ駆動回
路のデジタル部分における電圧制御された抵抗として使
用されたＦＥＴ192 のゲートで使用される。信号は、ピ
ークと谷の差における変化によってＦＥＴの抵抗値を変
化し、それによって図３におけるトランジスタ80の後の
デジタル信号の電圧分割の割当を変化する。
【００３４】本発明は最良のモードの実施例に関して示
され、説明されたが、前述および様々なその他の変化、
省略および付加および詳細が本発明の技術的範囲から逸
脱することなしに行われることは当業者によって理解さ
れるべきである。
され、説明されたが、前述および様々なその他の変化、
省略および付加および詳細が本発明の技術的範囲から逸
脱することなしに行われることは当業者によって理解さ
れるべきである。
【図１】本発明による一定の出力パワーを達成するため
に変化されたレーザバイアスおよび変調振幅を示す特性
図。
に変化されたレーザバイアスおよび変調振幅を示す特性
図。
【図２】本発明によるハイブリッドデジタル／アナログ
の応用の自動バイアスおよび変調制御にための本発明に
よる回路のブロック図。
の応用の自動バイアスおよび変調制御にための本発明に
よる回路のブロック図。
【図３】デジタルデータ信号を処理する図２のレーザ駆
動装置の実施例の回路図。
動装置の実施例の回路図。
【図４】高速信号を処理する図２のレーザ駆動装置の実
施例の回路図。
施例の回路図。
【図５】図２のレーザバイアスおよび自動利得制御回路
の構成の１例の詳細な回路図。
の構成の１例の詳細な回路図。
12，26，114 …ダイオード、20…駆動装置、22，24…光
出力。
出力。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェームス・ジョン・スティスシア アメリカ合衆国、ノース・カロライナ州、 ガーナー、クリスティン・ドライブ 613
Claims (11)
- 【請求項１】 変調信号によって変調されるレーダダイ
オードの効率および動作点を変化する一定の光出力を維
持する方法において、 光出力を検出し、それを示す大きさを有する検知信号を
供給し、 検知信号に応じて、レーダダイオードに供給されたバイ
アス電流を制御するバイアス電流フィードバック制御信
号を供給し、 検知信号に応じて、バイアス電流を変調するために使用
される変調電流振幅を制御する変調電流振幅フィードバ
ック制御信号を供給するステップを具備していることを
特徴とする方法。 - 【請求項２】 効率の変化は温度の変化によるものであ
る請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 動作点の変化がデジタル形式における少
なくとも部分的に変調信号の装荷率における変化による
ものである請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 バイアス電流フィードバック制御信号が
検知信号のピークの中間点にしたがって供給される請求
項１記載の方法。 - 【請求項５】 変調電流振幅フィードバック制御信号が
検知信号のピーク間の大きさにおける差にしたがって供
給される請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 変調信号が１以上の比較的高速の信号に
よって周波数分割多重化される比較的低速のデジタルデ
ータ信号を含む請求項１記載の方法。 - 【請求項７】 高速信号がアナログビデオ信号である請
求項６記載の方法。 - 【請求項８】 変調信号によって変調されるレーダダイ
オードの効率および動作点を変化する一定の光出力を維
持する装置において、 それを示す大きさを有する検知信号を供給する光出力に
反応する手段と、 検知信号に応じて、レーザダイオードに供給されるバイ
アス電流を制御するバイアス電流フィードバック制御信
号を供給する手段と、 検知信号に応じて、バイアス電流を変調するために使用
される変調電流振幅を制御する変調電流振幅フィードバ
ック制御信号を供給する手段と、 バイアス電流フィードバック制御信号および変調信号振
幅フィードバック制御信号、および一定の光出力を供給
する変調信号に応答するレーザ駆動手段とを具備してい
ることを特徴とする装置。 - 【請求項９】 低速デジタルデータ信号、高速高周波信
号、バイアスフィードバック信号および変調フィードバ
ック信号に応答して駆動信号を供給するレーザダイオー
ド駆動装置と、 駆動信号に応答して一定の光出力信号および監視光出力
信号を供給するレーザダイオードと、 監視光出力信号に応答して検知信号を供給する後面モニ
タダイオードと、 検知信号に応答して検知信号の正のピーク振幅を示す大
きさを有するピーク信号を供給するピーク検出手段と、 検知信号に応答して検知信号の負のピーク振幅を示す大
きさを有する谷信号を供給する谷検出手段と、 ピークおよび谷信号に応答して正および負のピーク信号
の間の中間点を示す大きさを有する中間点信号を供給す
る平均装置と、 ピークおよび谷信号に応答して正および負のピーク信号
間の差を示す大きさを有する差信号を供給する差検出器
手段と、 中間点信号およびバイアス基準信号に応答してバイアス
フィードバック信号を供給するレーザバイアス制御手段
と、 差動信号および変調基準信号に応答して変調フィードバ
ック信号を供給するレーザ変調制御とをさらに具備して
いる請求項８記載の装置。 - 【請求項１０】 検知信号に応答して変換された形態で
検知信号を供給する電流電圧レベル変換手段をさらに具
備している請求項９記載の装置。 - 【請求項１１】 検知信号に応答してローパスフィルタ
検知信号を供給するローパスフィルタ手段をさらに具備
している請求項９記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US898702 | 1992-06-15 | ||
| US07/898,702 US5268916A (en) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | Laser bias and modulation circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0685363A true JPH0685363A (ja) | 1994-03-25 |
Family
ID=25409914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5144030A Pending JPH0685363A (ja) | 1992-06-15 | 1993-06-15 | レーザバイアスおよび変調回路 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5268916A (ja) |
| EP (1) | EP0574816B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0685363A (ja) |
| AT (1) | ATE143184T1 (ja) |
| CA (1) | CA2098343A1 (ja) |
| DE (1) | DE69304806T2 (ja) |
| ES (1) | ES2094415T3 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7460571B2 (en) | 2006-05-24 | 2008-12-02 | Hitachi Cable, Ltd. | Laser control apparatus and control method thereof |
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