JPS6018982A - 半導体レ−ザ駆動方式 - Google Patents

半導体レ−ザ駆動方式

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JPS6018982A
JPS6018982A JP12732783A JP12732783A JPS6018982A JP S6018982 A JPS6018982 A JP S6018982A JP 12732783 A JP12732783 A JP 12732783A JP 12732783 A JP12732783 A JP 12732783A JP S6018982 A JPS6018982 A JP S6018982A
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JP
Japan
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current
bias
bias current
pulse
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP12732783A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaru Onishi
賢 大西
Masayuki Goto
後藤 昌之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS6018982A publication Critical patent/JPS6018982A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/06804Stabilisation of laser output parameters by monitoring an external parameter, e.g. temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/04Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
    • H01S5/042Electrical excitation ; Circuits therefor
    • H01S5/0428Electrical excitation ; Circuits therefor for applying pulses to the laser
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/062Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
    • H01S5/06209Arrangements 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
    • H01S5/06216Pulse modulation or generation

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (al 発明の技術分野 本発明は1元出力の一部をモニタし、このモニタ出力レ
ベルにより半導体レーザ(以下LDと称す)のパルス電
流及び、バイアス電流を制御し温度がかわっても自動的
に光出力のヒ゛−り値が一定になるよう制御するLD強
度俊調回路に係り、回路規模が小さくかつ各温度におけ
る)くイアスミ流を最適値に制御出来るLD駆動方式に
関する0(b) 技術の背景 第1図は、温度が変化した場合のLDに流れる電流(I
)と光出力(P)との関係を示す特性図、第2図は各温
度に分ける最適バイアス電流(I n 、)とパルス電
流(Ip)との関係を示す特性図である。
温度が変化するとLDの閾値電流は第1図の如く変化す
るし又光出力(P)の微分量子化効率(LD印加電流の
変化に対する光出力の変化の割合)も第1図Qこ示す如
く変化する。この為L D強度変調回路ではA P C
(Automatic Power Control)
回路を用い温度が変化しても、ブ0出力のピーク値が第
1図のイに示す如く一定になるよう制御している。この
一定値にした時のLDの電流値は第1図の例に示す如く
、0℃の場合は26mA、25℃の場合は30mA、5
0℃の場合は48mAとなる。通常バイアス電流は最適
値として、閾値電流よジ一定値低い値又は閾値電流に対
し一定割合になるよう定められる。第1図では闇値電流
は0℃で11mA、25℃で16mA、50℃で29m
Aとなっている。そこで最適バイアス電流金例えば1m
A低い値とするとバイアス電流は0℃で10mA、25
℃で15mA、50℃で28mAとなる。従ってLDの
電流(I)よジバイアス電流(IB)’(r引いた値0
℃で16mA、25℃で15mA、50℃で20mAが
パルス電流(Ip)となる。このバイアス電流(I n
 )とパルス電流(II))の関係を示したのが第2i
LfA)である。
第2m(A)ケ見れば判る如くこの関係は直線でなく温
度の低い方でパルス電流(Ip)は−F方に曲っている
。又LDの特性によってはバイアス電1(In)とパル
ス電流(Ip)の関係が第2図(B)1こ示す如く高温
で増加量の少ないものもある。従って温度が変化しても
光出力のピーク値を一定に制御する場合、バイアス電流
(In)を最適値にする【こはパルス電流を第2図(A
 ) (B )の特性をこ合うよう温度の変化をこ応じ
て変化せねばならない。これはバイアス電流を闇値電流
に対しくc) 従来技術と問題点 従来、上記の制御を行うために温度センサを用いて、パ
ルス電流及びバイアス電流を独立に最適値になるよう制
御する方式があるがこの方式では別に温IWセンサ及び
パルス電流及びバイアス電流を制御する回路が夫々れ必
要となり回路規模が大きくなる欠点がある。尚又以下説
明する方式もあるが、これも以下説明する欠点がある。
第3図は従来例のLD強度変両[91路の回路図、第4
図は第3図の回路のバイアス奄、流(In)とパルス電
流(Ip)との関係を示す特性図である。
第3図中lはLD、R,〜■尤7は抵抗、Lはチョーク
、Tr、〜Trsはトランジスタ、V c 11一定電
圧、−■は負の直流電圧を示す。
第3図の電圧Vaは、APC回路で光出力を一定とする
為に、LDIの出力をヴ:−t’を素子で受け、比較器
で基準電圧と比較した出力電圧であり、LDlの光出力
が低下すると電圧Vaは大きくなる。
この電圧Vatこ比例して、トランジスタ1゛r4を流
れるLDIのバイアス電流Ie及びトランジスタTrs
を流れるパルス電流Ipは変化する。
APC回路で、光出力を第1図(イ)に示す一定値とす
ると、LDIを流れる電流(I)は温度が上る程前に説
明せる如く大きくなる。(50℃48mA、25℃30
mA、0℃26mA)この電流Iを、例えば50℃では
最適バイアス電流(In)28mAとパルス電流(Ip
+20/mAとなるよう分割し又温度が変化[7た時第
2図に示した特性的@iこ合うよう抵抗R8〜Rg 、
R7を調整したとすると、この第3図の回路では、バイ
アス電流(In)とパルス′亀流Ipは電圧Vaをこ比
例するので、バイアス電流(ITI)とパルス電流(I
p)の関係は第4図tこ示す如く比例関係となり、第2
図(A)に比し、低温度(例えば0℃)でパルス電流は
小さくなり、バイアス電流は最適値とはならず、また第
2図(R)に比し、高温でパルス電流は大きくなり最適
値とはならない。
第3図の回路の場合はこのような欠点がある。
(dl 発明の目的 本発明の目的は上記の欠点なこ鑑み、回路規模が小さく
て、かつ各温度−こおけるバイアス電流を最適値に制御
可能なLD駆動方式の提供tこある。
(e) 発明の禍成 本発明は上記の目的を達成するために、光出力のピーク
値が一定になるよう制御するLD強度変調回路において
、パルス電流をバイアス電流に比例した成分と反比例し
た成分との合成’ItiN +こなるようにする手段を
設は温度の変化に対してバイアス電流を最適値lこ制御
出来るようにしたことを特徴とする。
(f) 発明の実施例 以下本発明の一実施例につき図に従って説明する。第5
図は本発明の実施例のLD強度変調回路の回路図、第6
図は第5図の回路のバイアス電流(IB)とパルス電流
(工、)との関係を示′1−特性図である。
第5図中第3図と同一機能のものは同−記・号で示す。
” rs + T r6はトランジス、Ra〜R+oは
抵抗でこれ等て差動増1コ器を構成している。ヌR3′
−4,’ 、R7’は抵抗、Vrefは参@ 電圧を示
す。
トランジスタTr4を流れるバイアス電流(I B)と
トランジスタT r sを流れる電流Ip1とは先Qこ
説明した電圧Vaと比例関係にあり、バイアス電流(I
n)と電流IP+ との関係は第6図(A)(B)のI
pl)こ示す如く比例関係となる。又トランジスタ’r
 r 5を流れる電流Ip2と、電圧Vaより参照電圧
Vrefを差引いた電圧々の関係は差引いた電圧が小さ
い間は変化しないが其れ以上となると逆比例関係となる
。即ちバイアス電流−(In)とも上記と同じ関係とな
る。参照電位Vrefを変化さして第2図(A)(B)
の特性【こ合うようにした場合の関係を第6図(A)(
B)のIp。
に示している。パルス電流Ipは祐、流Ip+ と電流
IPyの和であるので、第6図(A)の場合はバイアス
電流が大きい間(温度が高い時)はパルス電流ITIは
バイアス電流【こ比例するが、電流IT’tが0のなる
付近でパルス電流ILIは傾きが変化しバイアス電流が
これ以下になると、パルス電流Ip+とIpt との和
となり、第2図(A)に示す最適バイアス電流とパルス
電流との関係tこ近似する。
又第6図(B)の場合では、バイアス電流が小さい間は
パルス電流Ipはバイアス電流に比例するが、大きくな
ると増加量が減少し、第2図(B)に示す最適バイアス
電流とパルス電流の関係蔽こ近似する。従ってこの特性
を利用し、抵抗R3’〜R6′。
R7′及び抵抗R8〜■11o、参照電圧Vrefを第
2図(A)又は(B)の特性lこ合うようLD毎に決定
しておけは、光出力のピーク値を一定昏こ制御する場合
、温度が変化しても各温度におけるバイアス電流を最適
値に制御出来る。仁の第5図の回路は第3図の回路Gこ
差動増巾器を追加したのみであり温度上ン丈を用いる従
来の回路より回路規模は小さい。
(g) 発明の効果 以上詳細曇こ説明せる如く本発明昏こよれば、温度が変
化してもうt出力のピーク値を一定に制御する場合、回
路規模が小さくかつ各温度tこおけるバイアス電流を最
適値に制御出来る効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は温度が変化した場合の半導体レーザーこ流れる
電流と光出力との関係を示す特性図、第2図は各温度に
おける最適バイアス電流とパルス電流との関係を示す特
性図、第3図は従来例の半導体レーザ強Jlll[変調
回路の回路図、第4図は第3図の回路のバイアス電流と
パルス電流との関係を示す特性図、第5図は本発明の実
施例の半導体レーザ強度変調回路の回路図、第6図は第
5図の回路のバイアス電流とパルス電流との関係を示す
特性図である。 図中1は半導体レーザ、R+ −Rho + Rs’ 
〜RB’+R7’は抵抗、Try−Tr6はトランジス
タ、Lはチョークを示す。 晃 1121 −1.。を七□2″4 ベイ7ス′6LげL(x穀− /v47λ′電流=18 第3 図 44 困 ハ′イアスt5龜(18) 男 5図 第 6 図 ハ゛イアヌ′此3九〇a)− 0バイアス電jt(Ia)−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 光出力の一部をモニタし、このモニタ出力レベルによジ
    半導体レーザのノくパルス電流及びノ(イアスミ流を制
    御し温度がかわっても自動的に光出力のピーク値が一定
    Oこなるよう制御する半導体レーザ強度変調回路におい
    て、該〕(ルス電流を、該)くイアス霜、流に比例した
    成分と反比例した成分との合成電流になるようにする手
    段を設け、各温度Gこおけるバイアス電流を最適値をこ
    制御出来るようにしたことを特徴とする半導体レーザ駆
    動方式。
JP12732783A 1983-07-13 1983-07-13 半導体レ−ザ駆動方式 Pending JPS6018982A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5412675A (en) * 1991-12-26 1995-05-02 Fujitsu Limited Semiconductor optical source capable of compensating for temperature-induced variation of laser oscillation threshold
US5732096A (en) * 1995-11-16 1998-03-24 Fujitsu Limited Control circuit for supplying a driving current to a laser diode
US5966395A (en) * 1996-11-29 1999-10-12 Fuji Xerox Co., Ltd. Semiconductor laser drive device and image recording device
US5987044A (en) * 1992-01-10 1999-11-16 Fujitsu Limited Semiconductor light source system having an optimized setting for driving a laser diode

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