JPH0810848Y2 - レーザ発振出力制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、光ディスク駆動装置において使用される、
断続発振レーザ出力光を制御するレーザ発振出力制御装
置に関する。

［従来の技術］ 従来より光ディスク駆動装置では光ディスクへの書き
込みあるいは光ディスク情報の読み出しにレーザ光が利
用されている。情報の書き込みや読み出しの信頼性を向
上させるためにはレーザ出力光を安定化する必要があ
り、従来よりレーザ出力を制御する装置がある。

しかし、そのような制御装置では通常レーザ出力の平
均値を制御するものであって、光ディスク駆動における
ようなパルス的に断続発振するレーザについてその出力
のピーク値（最大値）やボトム（最小値）を精度よく制
御するような装置はなかった。

本考案の目的は、このような点に鑑みてなされたもの
で、光ディスク駆動装置の半導体レーザ駆動回路におい
て、変調された（断続的な）レーザ光出力の強さの最大
値と最小値を正確な値に保つよう制御することのできる
レーザ発振出力制御装置を実現しようとしたものであ
る。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本考案では、外部
信号により制御され、レーザに与える電流をオン・オフ
するレーザ電流断続装置と、レーザ出力の一部を受けそ
の出力の強度に対応した電気信号を出力する光・電気変
換手段と、この光・電気変換手段の出力波形の最大値に
応じた電圧波形を得る一方の包絡線検波装置と、前記光
・電気変換手段の出力波形の最小値に応じた電圧波形を
得る他方の包絡線検波装置と、前記一方の包絡線検波装
置の出力と所定の基準電圧との差を増幅し前記レーザを
駆動する信号として、電圧を電流に変換する電圧・電流
変換器および前記レーザ電流断続装置を介して前記レー
ザに与える一方の差動増幅器と、前記他方の包絡線検波
装置の出力と所定の基準電圧との差を増幅し前記レーザ
を駆動する信号として、電圧を電流に変換する電圧・電
流変換器を介して前記レーザに与える他方の差動増幅器
を具備し、前記レーザの発振出力の最大値および最小値
が前記各基準電圧の設定値に対応して一定値に保たれる
ように制御することを特徴とする。

［作用］ 本考案は、前記レーザ電流断続装置によりオン・オフ
されるレーザの発振出力の一部をフィードバックし、こ
れと設定値との差を増幅してその出力でレーザを駆動す
るようにしたため、レーザの発振出力の最大値および最
小値が設定値に対応したある一定値に保たれるように制
御される。

［実施例］ 以下図面を参照して本考案の実施例を詳細に説明す
る。第１図は本考案に係るレーザ発振出力制御装置の一
実施例を示す要部構成図であり、レーザ発振出力の最大
値制御に係る回路の構成図である。図において、１は基
準電圧発生器、２は差動増幅器、３は電圧・電流変換
器、４はレーザ電流断続装置、５は半導体レーザ、６は
フォトダイオード、７は電流・電圧変換器、８は包絡線
検波回路である。

基準電圧発生器１は、制御目標値を設定するためのも
ので、出力基準電圧の値を適宜に設定することができる
ようになっている。差動増幅器２はこの基準電圧出力と
包絡線検波回路８の出力との差を増幅し出力する。増幅
器２の出力電圧は電圧・電流変換器３に入力される。電
圧・電流変換器３の出力電流はレーザ電流断続装置４を
介して半導体レーザ５に供給される。レーザ電流断続装
置４は外部から与えられる制御信号によりオン・オフ駆
動される。

フォトダイオード６は半導体レーザ５の出力光が照射
されるとそのレーザ光の強さに対応した電流が流れるよ
うになったもので、電流・電圧変換器７において前記電
流は電圧に変換される。なお、フォトダイオード６と電
流・電圧変換器７からなる部分をここでは光・電気変換
手段と呼ぶ。

包絡線検波回路８は、ダイオード９、コンデンサ10お
よび抵抗器11より構成され、電流・電圧変換器７より与
えられるパルス電圧波形、すなわちレーザ発振出力に対
応した電圧波形の包絡線検出を行う。

このような構成における動作を次に説明する。一方の
入力端に基準電圧が加えられた差動増幅器２の出力は電
圧・電流変換器３に入力される。この変換器の出力電流
は半導体レーザ５に流れるが、この電流はレーザ電流断
続装置４により断続できるようになっている。

一方、レーザより出力された光の一部は、フォトダイ
オード６に導かれている。フォトダイオード６の光電流
は電流・電圧変換器７により電圧に変換され、包絡線検
波回路８に入力される。このようにして得られた包絡線
検波回路の出力が差動増幅器２の他方の入力端に入力さ
れる。

レーザ電流断続装置４により断続された電流で駆動さ
れる半導体レーザ５から出力されるレーザ発振出力は、
電圧・電流変換器３より出力される電流の増減に対応し
て増減する。

レーザの発振出力光の一部はフォトダイオード６に導
かれており、したがってレーザ光の強度が大きい程大き
な光電流がフォトダイオード６に流れることになる。こ
の光電流は、電流・電圧変換器７により電圧に変換さ
れ、包絡線検波回路８に入力している。包絡線検波回路
８の出力は、レーザ出力光の強度が大きい程大きな電圧
となる。

差動増幅器２ではこの包絡線検波回路８の出力と基準
電圧との差を増幅する。そしてその出力が電流変換され
た後半導体レーザに与えられ、その出力強度に対応した
信号がフォトダイオード６、電流・電圧変換器７を介し
て再び包絡線検波回路８に入るようになっているので、
結局包絡線検波回路８の出力が基準電圧に等しくなるよ
うに自動制御される。したがって、基準電圧の設定によ
りレーザ発振出力の強度を所望の一定値に保つことがで
きる。

次に、上記動作において、レーザ電流断続装置４を外
部信号によりオン・オフ駆動した場合の動作について説
明する。レーザ電流断続装置４にレーザ出力変調パルス
が与えられると、この電圧信号に従ってレーザ電流断続
装置４はオン・オフし、半導体レーザ５はパルス的にオ
ン・オフ駆動される。フォトダイオード６はパルス的に
オン・オフするレーザ出力光を捕らえパルス電流に変換
する。電流・電圧変換器７に入力されたパルス電流はパ
ルス電圧となって包絡線検波回路８に入る。

ところでパルス電圧は第２図の実線で示すような波形
をしているが、これに対して包絡線検波回路８の出力は
破線で示すような波形となり、原波形の包絡線を作り出
している。この結果、コンデンサ10と抵抗器11とにより
定まる時定数よりも時間間隔の狭いパルス群については
あたかもその尖頭値が連続してレーザより出力されてい
るかのごとく発振出力が制御されることになり、前述の
レーザ電流が常時オンの時と同様に、発振出力の尖頭値
を希望する出力値に制御することが可能である。

第３図に示すものは、パルス発振出力の最大値のみな
らず最小値をも制御することができるようにしたもので
ある。図において、第１図と異なるところは、基準電圧
発生器31、包絡線検波回路38、差動増幅器32、電圧・電
流変換器33の追加部分である。この部分はパルス発振出
力の最小値を制御するためのもので、基準電圧発生器31
で設定した値にレーザ発振出力が制御されるようになっ
ている。

包絡線検波回路38においては、ダイオード39を包絡線
検波回路８のダイオード接続とは逆の接続とし、更に電
池42を付加することによって、負極性の、すなわちレー
ザ発振出力波形の最小値の包絡線を得るようになってい
る。

このような構成によれば、半導体レーザ５には結果と
して最大値側の電圧・電流変換器３の出力電流と、最小
値側の電圧・電流変換器33の出力電流の和が流れること
になる。この場合、レーザ電流断続装置４がオンとなっ
ているときはレーザには最大値として制御された電流が
流れ、オフとなっているときは最小値相当に制御された
電流が流れることになる。したがってレーザ電流断続装
置４のオン・オフに追従して半導体レーザの出力光強度
の最大値と最小値がそれぞれある一定値（設定値）に制
御される。

なお、実施例では、制御の対象を半導体レーザとした
が、これに限ることはなく、半導体レーザ以外のレー
ザ、例えば固体レーザやガスレーザ等も対象とすること
ができ、同様にレーザ出力強度を制御することができ
る。

［考案の効果］ 以上説明したように、本考案によれば、従来のような
平均値の制御のみならず、パルス発振出力の最大値（更
に最小値も）制御でき、工業的分野において利用して大
いに効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るレーザ発振出力制御装置の一部の
構成図、第２図は包絡線検波回路の入出力電圧波形を示
す図、第３図は本考案に係るレーザ発振出力制御装置の
一例を示す図である。 １……基準電圧発生器、２……差動増幅器、３……電圧
・電流変換器、４……レーザ電流断続装置、５……半導
体レーザ、６……フォトダイオード、７……電流・電圧
変換器、８……包絡線検波回路、９……ダイオード、10
……コンデンサ、11……抵抗器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】外部信号により制御され、レーザに与える
   電流をオン・オフするレーザ電流断続装置と、 レーザ出力の一部を受けその出力の強度に対応した電気
   信号を出力する光・電気変換手段と、 この光・電気変換手段の出力波形の最大値に応じた電圧
   波形を得る一方の包絡線検波装置と、 前記光・電気変換手段の出力波形の最小値に応じた電圧
   波形を得る他方の包絡線検波装置と、 前記一方の包絡線検波装置の出力と所定の基準電圧との
   差を増幅し前記レーザを駆動する信号として、電圧を電
   流に変換する電圧・電流変換器および前記レーザ電流断
   続装置を介して前記レーザに与える一方の差動増幅器
   と、 前記他方の包絡線検波装置の出力と所定の基準電圧との
   差を増幅し前記レーザを駆動する信号として、電圧を電
   流に変換する電圧・電流変換器を介して前記レーザに与
   える他方の差動増幅器 を具備し、前記レーザの発振出力の最大値および最小値
   が前記各基準電圧の設定値に対応して一定値に保たれる
   ように制御することを特徴とするレーザ発振出力制御装
   置。