JPS5942475B2 - 半導体レ−ザ光変調回路 - Google Patents
半導体レ−ザ光変調回路Info
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- JPS5942475B2 JPS5942475B2 JP51102391A JP10239176A JPS5942475B2 JP S5942475 B2 JPS5942475 B2 JP S5942475B2 JP 51102391 A JP51102391 A JP 51102391A JP 10239176 A JP10239176 A JP 10239176A JP S5942475 B2 JPS5942475 B2 JP S5942475B2
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- semiconductor laser
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- light modulation
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- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 9
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 12
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
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Classifications
-
- 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
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/06209—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in single-section lasers
- H01S5/06213—Amplitude modulation
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- Physics & Mathematics (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体レーザ光変調回路、さらに詳し＜いえば
注入電流の直流バイアスレベルを制御するようにした半
導体レーザ光変調回路に関する。
注入電流の直流バイアスレベルを制御するようにした半
導体レーザ光変調回路に関する。
半導体レーザは電流を注入することによつて光を発生す
る。半導体レーザの電流−光出力特性（以下Ｉ−Ｌ特性
）は温度依存性を有し、素子の劣化によつても変化する
。第１図は半導体レーザのＩ−Ｌ特性を示すグラフであ
る。
る。半導体レーザの電流−光出力特性（以下Ｉ−Ｌ特性
）は温度依存性を有し、素子の劣化によつても変化する
。第１図は半導体レーザのＩ−Ｌ特性を示すグラフであ
る。
図中曲線Ａは正常時のＩ−Ｌ特性、Ｂは半導体レーザの
素子温度が何かの原因で上昇したり、あるいは半導体レ
ーザそのものが劣化した場合の特性を示す。このため、
信号電流に直流バイアス電流１０を重畳した第１図中ｃ
のような変調電流を半導体レーザに印加した場合、出力
光の強度はＩ−Ｌ特性曲線Ａ、Ｂに対応して各々ａ、ｂ
のようになる。つまり、半導体レーザの素子温度の変化
や、半導体レーザの劣化によつて変調特性が変化を受け
るので、このままでは光通信用の光源としては不適当で
ある。上記のような欠点を除くために、出力光の平均値
あるいは尖頭値が一定となるように前記直流バイアス電
流１０、を制御するという方法が行なわれていた。
素子温度が何かの原因で上昇したり、あるいは半導体レ
ーザそのものが劣化した場合の特性を示す。このため、
信号電流に直流バイアス電流１０を重畳した第１図中ｃ
のような変調電流を半導体レーザに印加した場合、出力
光の強度はＩ−Ｌ特性曲線Ａ、Ｂに対応して各々ａ、ｂ
のようになる。つまり、半導体レーザの素子温度の変化
や、半導体レーザの劣化によつて変調特性が変化を受け
るので、このままでは光通信用の光源としては不適当で
ある。上記のような欠点を除くために、出力光の平均値
あるいは尖頭値が一定となるように前記直流バイアス電
流１０、を制御するという方法が行なわれていた。
しかし、テレビジョンのビデオ信号で半導体レーザ出力
光を変調する場合に、出力光の平均値を一定にする方法
では画面の明るさによつて直流レベルが変化を受け、急
激な画面の明るさの変化があると受信された光から再生
したテレビ画面に同期はずれや明暗の変動が生ずる。
光を変調する場合に、出力光の平均値を一定にする方法
では画面の明るさによつて直流レベルが変化を受け、急
激な画面の明るさの変化があると受信された光から再生
したテレビ画面に同期はずれや明暗の変動が生ずる。
一方尖頭値を制御する方法が２値パルス伝送の場合に使
用されている。
用されている。
この方法をビデオ信号伝送に適用するにはビデオ信号の
同期側を光出力の大なる側に対応させて光変調を行えば
、常に同期パルスの直流レベルが固定されて、前記のよ
うな欠点は生じない。しかし半導体レーザのＩ−Ｌ特性
は低電流域でわん曲しているため、歪の少い伝送を行う
にはビデオ信号のいかなる電圧に対しても半導体レーザ
のＩ−Ｌ特性のわん曲部に達しないよう同期パルス位置
の注入電流を第２図に示す１２のごとく充分高く選んで
おく必要がある。
同期側を光出力の大なる側に対応させて光変調を行えば
、常に同期パルスの直流レベルが固定されて、前記のよ
うな欠点は生じない。しかし半導体レーザのＩ−Ｌ特性
は低電流域でわん曲しているため、歪の少い伝送を行う
にはビデオ信号のいかなる電圧に対しても半導体レーザ
のＩ−Ｌ特性のわん曲部に達しないよう同期パルス位置
の注入電流を第２図に示す１２のごとく充分高く選んで
おく必要がある。
しかしそのようにすると、注入電流が大きな値をとる時
間率は非常に大きく、半導体レーザの寿命に悪影響を与
える。本発明は、半導体レーザの直流バイアスレベルを
低くして、しかも画質を損なわないように光変調を行な
うことができる半導体レーザの光変調回路を提供するこ
とを目的とするものである。前記目的を達成するために
本発明による光変調回路は、半導体レーザの注入電流を
、ビデオ信号の同期パルス側が低電流、白レベルが高電
流となるような極性で変調し、同期パルスに対応する前
記半導体レーザ出力を検出し、この検出レベルによつて
、前記注入電流の直流バイアスレベルを制御するように
構成してある。上記構成によれば、同期パルスの尖頭レ
ベルに対して注入電流をクランプすることができ損失を
押えることができ、また良質な画像伝送が可能となるの
で本発明の目的は完全に達成される。
間率は非常に大きく、半導体レーザの寿命に悪影響を与
える。本発明は、半導体レーザの直流バイアスレベルを
低くして、しかも画質を損なわないように光変調を行な
うことができる半導体レーザの光変調回路を提供するこ
とを目的とするものである。前記目的を達成するために
本発明による光変調回路は、半導体レーザの注入電流を
、ビデオ信号の同期パルス側が低電流、白レベルが高電
流となるような極性で変調し、同期パルスに対応する前
記半導体レーザ出力を検出し、この検出レベルによつて
、前記注入電流の直流バイアスレベルを制御するように
構成してある。上記構成によれば、同期パルスの尖頭レ
ベルに対して注入電流をクランプすることができ損失を
押えることができ、また良質な画像伝送が可能となるの
で本発明の目的は完全に達成される。
以下図面等を参照して本発明をさらに詳しく説明する。
第３図は本発明による光変調回路の一実施例を示す回路
である。
第３図は本発明による光変調回路の一実施例を示す回路
である。
１４は電圧電流変換器であつて端子１８に加えられたビ
デオ信号電圧を１３なる電流に変換する。
デオ信号電圧を１３なる電流に変換する。
１４は直流バイアス電流であつて１３とともに半導体レ
ーザ１１に注入され、光Ｌｌ，Ｌ２を発生する。
ーザ１１に注入され、光Ｌｌ，Ｌ２を発生する。
光Ｌ１は通信路に供給されて通信用の光として受信端ま
で伝送される。光Ｌ，は半導体レーザの他端から出射さ
れ、その強度は光Ｌ１に比例する。光Ｌ２は光検出器１
２によつて電流に変換される。一方同期分離回路１６は
テレビ受像器で一般的に用いられているものとほぼ同じ
構成の回路であつてビデオ信号の同期パルスが到来する
と同時にパルスを出力し、ゲート回路１５はこのパルス
によつて光検出器１２の出力をサンプル・ホールドして
、光Ｌ２の同期パルスに相当する部分の光強度に比例し
た電流１６を差動電流増幅器１７に供給し、基準電流１
５との差が増幅されて１４となる。ここでである。
で伝送される。光Ｌ，は半導体レーザの他端から出射さ
れ、その強度は光Ｌ１に比例する。光Ｌ２は光検出器１
２によつて電流に変換される。一方同期分離回路１６は
テレビ受像器で一般的に用いられているものとほぼ同じ
構成の回路であつてビデオ信号の同期パルスが到来する
と同時にパルスを出力し、ゲート回路１５はこのパルス
によつて光検出器１２の出力をサンプル・ホールドして
、光Ｌ２の同期パルスに相当する部分の光強度に比例し
た電流１６を差動電流増幅器１７に供給し、基準電流１
５との差が増幅されて１４となる。ここでである。
但し、μは差動電流増幅器１７の利得であり正数である
。半導体レーザの注入電流（１３＋１４）から６への変
換係数をβとすれば、（１３＋Ｉ４）β−１６となり、
これを式（１）に代入することによつてとなる。
。半導体レーザの注入電流（１３＋１４）から６への変
換係数をβとすれば、（１３＋Ｉ４）β−１６となり、
これを式（１）に代入することによつてとなる。
μβを充分大きな値に選べば、Ｉ６＋Ｉ５となり同期パ
ルスの時点における光出力は半導体レーザの特性が変化
しても、つまりβが変化しても一定の値に保たれる。半
導体レーザの寿命の点からは少いほど良いのであるが出
力光の変調波形の歪の点からはあまり少くできない。
ルスの時点における光出力は半導体レーザの特性が変化
しても、つまりβが変化しても一定の値に保たれる。半
導体レーザの寿命の点からは少いほど良いのであるが出
力光の変調波形の歪の点からはあまり少くできない。
しかし同期パルスの部分の直線性は画質に影響を与える
ことはなく、振幅の伸縮は受信側における同期操作に支
障がない程度ならば許容される。そこで第４図に示すよ
うにＩ，＋Ｉ４の同期パルスの時点での値を、Ｉ−Ｌ特
性の直線性の保たれる最低の動作点Ｅ点よりも低電流の
Ｄ点に選んでも支障を生じない。また、たとえＥ点に選
んでも第２図のような方法より注入電流の平均値が小さ
くなることは明らかである。同期パルス時点の光出力の
検出は上記のような構成の他第５図に示す構成でも可能
である。
ことはなく、振幅の伸縮は受信側における同期操作に支
障がない程度ならば許容される。そこで第４図に示すよ
うにＩ，＋Ｉ４の同期パルスの時点での値を、Ｉ−Ｌ特
性の直線性の保たれる最低の動作点Ｅ点よりも低電流の
Ｄ点に選んでも支障を生じない。また、たとえＥ点に選
んでも第２図のような方法より注入電流の平均値が小さ
くなることは明らかである。同期パルス時点の光出力の
検出は上記のような構成の他第５図に示す構成でも可能
である。
光検出器１０１によつて光Ｌ３の強度に比例した電流を
得、次に抵抗１０２にこの電流を流して電圧Ｖｌｌを得
る。この電圧Ｖｌｌは半導体レーザの注入電流に従つて
第６図に示すように変化している。ダイオード１０３は
同期パルス時点でのＶｌｌの値Ｖｌ３より大なるバイア
ス電源１０４によつてＶｌ２なる順バイアスがかけられ
ており、このため、ダイオード１０３、バイアス電源１
０４、コンデンサ１０５、抵抗１０６より成るピーク検
波回路の出力端子１０７の電圧Ｖ，４は第６図に示され
るごとく（Ｖｌ３−Ｖｌ２）なる電圧にクランプされる
。同図ではＶｌ４の変化を拡大して書いてあるが実際は
抵抗１０６とコンデンサ１０５の値の積を大きくとるの
でＶｌ４はほとんど変化せず、ほぼＶｌ３Ｖｌ２なる一
定値をとる。上記のような回路を第３図におけるゲート
回路１５、同期分離回路１６のかわりに置き換え、差動
電流増幅器１７へ電圧電流変化して加えれば第３図と同
様に動作することは明らかである。ただし、５と１６の
極性は反対にする必要がある。以上説明したように、本
発明によればビデオ信号の同期パルスのレベルを半導体
レーザの低電流域の所望の位置にクランプすることがで
きるので、半導体レーザの低電流動作域を有効に利用で
きるため同期パルス部分も比較的高電流域に設定する場
合に比べて半導体レーザの寿命を延長でき、さらに出力
光の直流レベルの固定ができる利点がある。
得、次に抵抗１０２にこの電流を流して電圧Ｖｌｌを得
る。この電圧Ｖｌｌは半導体レーザの注入電流に従つて
第６図に示すように変化している。ダイオード１０３は
同期パルス時点でのＶｌｌの値Ｖｌ３より大なるバイア
ス電源１０４によつてＶｌ２なる順バイアスがかけられ
ており、このため、ダイオード１０３、バイアス電源１
０４、コンデンサ１０５、抵抗１０６より成るピーク検
波回路の出力端子１０７の電圧Ｖ，４は第６図に示され
るごとく（Ｖｌ３−Ｖｌ２）なる電圧にクランプされる
。同図ではＶｌ４の変化を拡大して書いてあるが実際は
抵抗１０６とコンデンサ１０５の値の積を大きくとるの
でＶｌ４はほとんど変化せず、ほぼＶｌ３Ｖｌ２なる一
定値をとる。上記のような回路を第３図におけるゲート
回路１５、同期分離回路１６のかわりに置き換え、差動
電流増幅器１７へ電圧電流変化して加えれば第３図と同
様に動作することは明らかである。ただし、５と１６の
極性は反対にする必要がある。以上説明したように、本
発明によればビデオ信号の同期パルスのレベルを半導体
レーザの低電流域の所望の位置にクランプすることがで
きるので、半導体レーザの低電流動作域を有効に利用で
きるため同期パルス部分も比較的高電流域に設定する場
合に比べて半導体レーザの寿命を延長でき、さらに出力
光の直流レベルの固定ができる利点がある。
以上詳しく説明した実施例につき、本発明の範囲内で種
々の変形を施すことができる。
々の変形を施すことができる。
例えばこれまでの説明では制御に用いるための光出力を
半導体レーザの通信用光を出力する端面と反対側の端面
から取り出していたが、ハーフミラーその他の手段によ
つて通信用出力光の一部を取り出して制御用光出力とし
て用いることもできる。
半導体レーザの通信用光を出力する端面と反対側の端面
から取り出していたが、ハーフミラーその他の手段によ
つて通信用出力光の一部を取り出して制御用光出力とし
て用いることもできる。
本発明の範囲はそのような変形例を含めて、特許請求の
範囲記載のすべてにおよぶものである。
範囲記載のすべてにおよぶものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は半導体レーザの特性が変化した場合に変調光出
力が変動することを説明するためのグラフ、第２図は従
来の光出力の尖頭値を制御する方法によつた場合の変調
電流と光出力の関係を説明するためのグラフ、第３図は
本発明の実施例を示す回路図、第４図は第３図に示した
回路の動作を説明するためのグラフ、第５図は第３図に
示した回路に用いる光強度検出器の他の構成例を示す回
路図、第６図は第５図に示した回路の動作を説明するた
めのグラフである。 Ｌ１・・・・・・通信路に供給される通信用の光、Ｌ２
・・・・・・Ｌ，に比例する光検出用の光、１１・・・
・・・半導体レーザ、１２・・・・・・光検出器、１４
・・・・・・電圧電流変換器、１５・・・・・・ゲート
回路、１６・・・・・・同期分離回路、１７・・・・・
・差動増幅器、１８・・・・・・変調入力端子、１０１
・・・・・・光検出器、１０２，１０６・・・・・・抵
抗、１０３・・・・・・ダイオード、１０４・・・・・
・電源、１０５・・・・・・コンデンサ、１０７・・・
・・・出力端子。
力が変動することを説明するためのグラフ、第２図は従
来の光出力の尖頭値を制御する方法によつた場合の変調
電流と光出力の関係を説明するためのグラフ、第３図は
本発明の実施例を示す回路図、第４図は第３図に示した
回路の動作を説明するためのグラフ、第５図は第３図に
示した回路に用いる光強度検出器の他の構成例を示す回
路図、第６図は第５図に示した回路の動作を説明するた
めのグラフである。 Ｌ１・・・・・・通信路に供給される通信用の光、Ｌ２
・・・・・・Ｌ，に比例する光検出用の光、１１・・・
・・・半導体レーザ、１２・・・・・・光検出器、１４
・・・・・・電圧電流変換器、１５・・・・・・ゲート
回路、１６・・・・・・同期分離回路、１７・・・・・
・差動増幅器、１８・・・・・・変調入力端子、１０１
・・・・・・光検出器、１０２，１０６・・・・・・抵
抗、１０３・・・・・・ダイオード、１０４・・・・・
・電源、１０５・・・・・・コンデンサ、１０７・・・
・・・出力端子。
Claims (1)
- １ 半導体レーザの注入電流を、ビデオ信号の同期パル
ス側が低電流、白レベルが高電流となるような極性で変
調し、同期パルスに対応する前記半導体レーザ出力を検
出し、この検出レベルによつて、前記注入電流の直流バ
イアスレベルを制御するように構成した半導体レーザ光
変調回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51102391A JPS5942475B2 (ja) | 1976-08-27 | 1976-08-27 | 半導体レ−ザ光変調回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51102391A JPS5942475B2 (ja) | 1976-08-27 | 1976-08-27 | 半導体レ−ザ光変調回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5327380A JPS5327380A (en) | 1978-03-14 |
| JPS5942475B2 true JPS5942475B2 (ja) | 1984-10-15 |
Family
ID=14326138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51102391A Expired JPS5942475B2 (ja) | 1976-08-27 | 1976-08-27 | 半導体レ−ザ光変調回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5942475B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0712767U (ja) * | 1993-06-30 | 1995-03-03 | 象印マホービン株式会社 | 蓄熱装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4680810A (en) * | 1985-06-28 | 1987-07-14 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Labs | Means for controlling a semiconductor device and communication system comprising the means |
| JPS62131635A (ja) * | 1985-12-02 | 1987-06-13 | Nec Corp | 光出力制御回路 |
| DE3750030T2 (de) * | 1986-12-29 | 1994-09-29 | Fuji Photo Film Co Ltd | Laserstrahlaufzeichnungsverfahren und -vorrichtung. |
-
1976
- 1976-08-27 JP JP51102391A patent/JPS5942475B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0712767U (ja) * | 1993-06-30 | 1995-03-03 | 象印マホービン株式会社 | 蓄熱装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5327380A (en) | 1978-03-14 |
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