JPS604870A - レ−ザダイオ−ドの熱抵抗測定装置 - Google Patents

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】 本発明はレーザダイオードの熱抵抗測定装置に関するも
のである。

レーザダイオードの熱抵抗を知ることは電気的特性の安
定性や高い信頼度ｒ得る上で重要なことである。このた
め従来性なわれている熱抵抗測定の方法に次の方法があ
る。

１）発振波長の温度特性を利用して、直流バイアス時と
パルス印加時の発掘波長の差から熱抵抗を測定する方法
。

２）発振閾電流の温度特性を利用して直流バイアス時と
パルス印加時の発振閾電流の差から熱抵抗を測定する方
法。

３）ダイオードの順方向電圧の温度特性を利用する方法
。

しかし各方法では測定精度や、測定操作・時間に難があ
った〇 本発明の目的は以上の点を鑑み、測定操作が容易で測定
時間が短縮可能な測定装置全提供することである。

この目的を達成するために、本装置では、レーザダイオ
ードのバイアス電源として、交流信号を重畳した直流電
源を用い、一方、この交流信号により変調されたレーザ
光出力信号を検出する回路と、その信号を測定する回路
より測定装置とを構成した・ 本発明による測定原理を以下［説明する。

レーザダイオードの動作電流に対する光出力特性は、発
振閾電流Ｉｉまでレーザ発振せず、それ以上の電流にな
ると光出力がほぼ直線的に増加する◎この傾きを微分効
率と称する。この様子を示したのが第１図である。図は
横軸に電流、縦軸に光出力をとっである。なお本文では
この電流−光出力特性’ｌｉ−Ｉ−Ｌ特性と以下略称す
る。

本発明はこの発振閾電流の温度特性を利用したものであ
る。等温的なＩ−Ｌ特性は第】図の点線ａのように発振
閾電流Ｉｔｂ、の特性を示す。一方、直流動作の場合は
その自己発熱のために発振１閾電流は増加し、微分効率
は見かけ上低下して第１図の実線のような特性を示す。

発振閾電流Ｉｔｈは＠度とともに増加し、素子温度Ｔで
は実験的に（１）式のように表わせる。

Ｉｔｈ＝（ｘ＋ΔＴ−Ｋ）Ｉｔｈｏ（１）ここで、Ｋは
定数・Ｉｔｈｏは素子温度Ｔ。での発振閾電流４はＴと
Ｔ。の差を示す。なお、発振閾電流Ｉｔｈの温度係数に
は素子の周囲温度を変えて別途測定する。

おける微分効率をη１、この動作点（Ｉｒ、Ｐｏ）と等
温的なＩ−Ｌ特性での（第１図中点線ｂ）微分効率を１
２とする。このとき、両特性での発振閾電流Ｉｔｈ１及
びＩｔｈ、は（２）及び（３）式で算出される。

Ｉｔｈｌ”　ＩＦ＝ム　・・・・・・（２）η！ Ｏ 工よ、　＝　Ｉ、−一　・・・・・・　（３）η２ したがって直流動作で発振閾電流Ｉｔｈ、での素子温度
Ｔ、と動作電流Ｉｒでの素子温度Ｔ、の差△Ｔは（４）
式よ請求められる。

△Ｔ＝Ｔ、−’ｌ’、＝　］：ｔｈ・−Ｉｔｈ、・・・
・・・（４）これより熱抵抗Ｒｔｈは（５）式よシ得ら
れる◎△Ｔ Ｒｔｈ＝□　・・・・・・（５） ＶＦＩＦ　−ＶＦ、　Ｉ　ｔｈ　。

Ｉ　ＰｏＰ。

ただしΔＴ＝−（−一→　・・・・・・（６）Ｋ　、、
’７ｔ である。なお、ここでｖｒ及びＶ２はそれぞれ電流Ｉｙ
及びＩＰ、のときの素子電圧である。そこで動作点（Ｉ
、　Ｐｏ）　Ｉｃバイアスしたレーザダイオードに素子
の熱的応答の時定数に比べて充分長い周期をもつ交流信
号（周波数＝故Ｉ■２〜数十Ｉ（ｚ）ｔ−加えて微分効
率η、を測定し、次に熱的時定数に比べて充分短い周期
をもつ交流信号（周波数：数ＭＨ２以上）を加えて熱的
応答が無視できる状態での微分効率η！を測定すること
により（５）式よ、りＲ１ｈを得る＠ 次に本発明によるレーザダイオードの熱抵抗測定装置の
一実施例′ｆｒ：第２図に示し、以下に説明する。

同図［ｂいて１は被測定用レーザダイオードであり、直
流電源２と低周波及び高周波の正弦波信号発生器３によ
り、交流信号全重畳したバイアス電源を実現している。

インダクタ４は交流阻止用であり、コンデンサ５は直流
阻止用である。抵抗６は交流電流検出用である。このと
き、レーザダイオードの光出力は直流に交流信号が重畳
されているため、その信号により変調されている。この
光信号は受光ダイオード９により検出される。受光ダイ
オード９け、直流電源１０によりバイアスされ、抵抗１
２は交流信号を検出するための負荷抵抗である。なお、
コンデンサ１ｌｆｌ直流１且止用である。ここで低周波
とは、先程述べたように素子の熱的時定数よ勺充分長い
周期をもった正弦波信号であり、高周波とは、熱的時定
数より充分短い周期をもつ正弦波信号を意味する。

いま、レーザダイオードが第１図に示すように電流エバ
　光出力Ｐ（３で動作しているものとする。

次に低周波信号を信号発生器３によシ重畳させる。

この交流電流１１は抵抗６の端子間１３の電圧を交流電
圧計又はオシロスコープで測定すればよい。

このとき光出力の交流信号は実線の特性による発光効率
１１によシ決定される。この発光効率η。

けあらかじめ光入力に対する光出力電圧が校正されてい
る受光ダイオード７により抵抗１２の端子間１４の電圧
から測定できる。すなわち換算した交流成分の光入力全
Ｐ□とすると、η、はη＊　＝Ｐ　＊　／Ｉ　ｓ　（７
） 次に高周波信号全信号発生器３により重畳させる。この
ときの光出力の交流信号は破線すの特性による発光効率
’７２　ＶＣより決定される。したがってｔ記と同様に
して交流電流工、及び光入力Ｐ。

を測定することによりη２は ηｔ　＝Ｐｔ　／　Ｉ　１　（８） でめられる。故に熱抵抗は前述したようｉｃ　（９）式
からめられる。

また■とＶＦＩはそれぞれ電流”ｔＩｔｈｌのときの素
子電圧である。なお、電流ＩＰは電流計７で電圧Ｖ。

Ｖｒ、Ｖｉ、’ＲＬ圧計８で測定できるり以上、本発明
によれば、レーザダイオードの熱抵抗の測定Ｆ［圧ある
いは電流の正弦波を用いることにより可能となるため、
信号の取扱いがパルス信号や、波長測定に比べ容易とな
ることから装置の操作性が向上することがわかる。また
、同様に装置の自動化も容易になることからさらに操作
性の向上や測定時間の短縮が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はレーザダイオードの電流対光出力特性図であり
、横軸に電流、縦軸に光出力全とっである。図中で破線
ａはパルス動作における光出力特性を示し、実線は直流
動作における光出力特性を示す。破線すは直流動作時の
電流ＩＦにおける素子温度状態でのパルス動作時の光出
力特性を示す。 第２図は本発明の一実施例の測定回路図である。 図中で１・・・・・・レーザダイオード、２・・・・−
・直流電源、３−・・・・・正弦波発生器、４・・・・
・・インダクタ、５・・・・・・コンデンサ、６・・・
・・・抵抗、７・・・・−・電流計、８・・・・・・電
圧計、９・・・・・・受光ダイオード、１０・・・・・
・直流電源、１１・・・・・・コンデンサ、１２・・・
・・・抵抗、１３・・・・・・交流電流検出端子、１４
・・・・・・交流光入力検出端子である。 乃ｌ閃 カ２閃

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被測定物であるレーザダイオードのバイアス回路として
   直流に交流信号を重畳した′電源が設けられ、その光出
   力信号を検出するための検出回路とその光出力交流信号
   を測定するための測定回路とを備えてレーザダイオード
   の熱抵抗測定全可能とすること全特徴とする熱抵抗測定
   装置。