JPS6142981A - 光電子集積回路素子 - Google Patents
光電子集積回路素子Info
- Publication number
- JPS6142981A JPS6142981A JP59165205A JP16520584A JPS6142981A JP S6142981 A JPS6142981 A JP S6142981A JP 59165205 A JP59165205 A JP 59165205A JP 16520584 A JP16520584 A JP 16520584A JP S6142981 A JPS6142981 A JP S6142981A
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- Japan
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- output
- semiconductor laser
- laser
- circuit
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、光通信・光情報処理装置の光源に用いられる
光電子集積回路素子に関するものである。
光電子集積回路素子に関するものである。
従来例の構成とその問題点
半導体レーザは、光通信、光デイスク装置のピックアッ
プ、レーザプリンタの光源等の光情報処理システムのキ
ーデバイスとして非常に重要な地位を確立している。
プ、レーザプリンタの光源等の光情報処理システムのキ
ーデバイスとして非常に重要な地位を確立している。
゛ 半導体レーザをこれらのシステムの光源に用いる
場合、レーザ光出力を一定にして高速変調させる必要が
ある。半導体レーザではその駆動電流を変調してやると
、光出力が容易に変調でき、この点は他のレーザにはな
い大きな特徴である。従って半導体レーザとその駆動用
トランジスタを集積化することは、レーザを高速変調す
る上で極めて有利である。
場合、レーザ光出力を一定にして高速変調させる必要が
ある。半導体レーザではその駆動電流を変調してやると
、光出力が容易に変調でき、この点は他のレーザにはな
い大きな特徴である。従って半導体レーザとその駆動用
トランジスタを集積化することは、レーザを高速変調す
る上で極めて有利である。
ところで半導体レーザでは、伝導帯と荷電子帯間の電子
遷移に伴う発光をレーザ発振に用いているので、レーザ
発振の閾値電流の温度変化が大きく、一定の電流で半導
体レーザを動作させていても温度の変化により光出力は
増減する。第１図に半導体レーザの電流−光出力特性を
示す、温度の上昇とともに閾値は上昇し、一定の光出力
を得るためには動作電流を増さなければならないことが
わかる。
遷移に伴う発光をレーザ発振に用いているので、レーザ
発振の閾値電流の温度変化が大きく、一定の電流で半導
体レーザを動作させていても温度の変化により光出力は
増減する。第１図に半導体レーザの電流−光出力特性を
示す、温度の上昇とともに閾値は上昇し、一定の光出力
を得るためには動作電流を増さなければならないことが
わかる。
一定の光出力に制御するには、半導体レーザの温度を一
定にすることが考えられる。第２図に熱電索子によりレ
ーザの温度を一定に保つ方法を示す。ここで、（１）は
半導体レーザ、（２）は温度センサ、（３）は熱電素子
、（４）は放熱器、（５）は温度制御回路、（６）は
レーザ駆動回路である。このように、半導体レーザの温
度を一定にすることは、光出力制御の点だけでなく１発
振波長の安定化、信頼性の向上からも非常に望ましいこ
とである。しかし、熱電素子（３）、温度制御回路（５
）等の付加素子を必要とするので、半導体レーザの小型
軽量であることの利点を十分に生かすことができない。
定にすることが考えられる。第２図に熱電索子によりレ
ーザの温度を一定に保つ方法を示す。ここで、（１）は
半導体レーザ、（２）は温度センサ、（３）は熱電素子
、（４）は放熱器、（５）は温度制御回路、（６）は
レーザ駆動回路である。このように、半導体レーザの温
度を一定にすることは、光出力制御の点だけでなく１発
振波長の安定化、信頼性の向上からも非常に望ましいこ
とである。しかし、熱電素子（３）、温度制御回路（５
）等の付加素子を必要とするので、半導体レーザの小型
軽量であることの利点を十分に生かすことができない。
従って光ピツクアップ等には不向きと考えられ、特殊な
用途に限られる。
用途に限られる。
光出力を制御する他の方法は、レーザ光出力を検出して
、それを駆動電流に帰還することにより一定の光出力に
することである。この方法は付加素子も少なくて済み、
一般に広く用いられている。
、それを駆動電流に帰還することにより一定の光出力に
することである。この方法は付加素子も少なくて済み、
一般に広く用いられている。
この場合は第３図に示すように、半導体レーザ（７）の
後方端面出力を光検出器（８）で受け、それを○Ｐアン
プ（９）で増幅してレーザ駆動回路の電流制御回路（１
０）に入力し、駆動電流を制御する。通常は半導体レー
ザのパッケージ内に後方光出力を検出するホト・ダイオ
ードが組み込まれており、この出力を用いる。
後方端面出力を光検出器（８）で受け、それを○Ｐアン
プ（９）で増幅してレーザ駆動回路の電流制御回路（１
０）に入力し、駆動電流を制御する。通常は半導体レー
ザのパッケージ内に後方光出力を検出するホト・ダイオ
ードが組み込まれており、この出力を用いる。
半導体レーザとその駆動素子を集積化するに当っては、
上記光出力制御機能も考慮して、光検出素子と自動制御
回路も集積し、更に高機能な０ＥＩＣの実現を図ること
は不可欠であると思われ、光情報処理機器の小型化に与
えるインパクトは非常に大きいと予想される。
上記光出力制御機能も考慮して、光検出素子と自動制御
回路も集積し、更に高機能な０ＥＩＣの実現を図ること
は不可欠であると思われ、光情報処理機器の小型化に与
えるインパクトは非常に大きいと予想される。
発明の目的
本発明は、高速変調と自動光出力制御（ＡＰＣ）機能を
有する光電子集積回路素子の実現を目的とするものであ
る。
有する光電子集積回路素子の実現を目的とするものであ
る。
発明の植成
この目的を達成するために、本発明は、半導体レーザ、
光検出器およびそれらを駆動するトランジスタ等の電子
素子を同一基板上にモノリシックに集積化した光電子集
積回路（ＯＥＩＣ）と、前記光検出器からのモニタ電気
出力を増幅し、前記電子素子に帰還して光出力制御を行
なう増幅回路とを同一パッケージ内に設け、外部より変
調電気信号と光出力設定信号のみを加えるようにした構
成にしたもので、周囲温度の変化に対して安定した出力
の変調光信号が得られ、変調機能とＡＰＣ機能が得られ
たものである。
光検出器およびそれらを駆動するトランジスタ等の電子
素子を同一基板上にモノリシックに集積化した光電子集
積回路（ＯＥＩＣ）と、前記光検出器からのモニタ電気
出力を増幅し、前記電子素子に帰還して光出力制御を行
なう増幅回路とを同一パッケージ内に設け、外部より変
調電気信号と光出力設定信号のみを加えるようにした構
成にしたもので、周囲温度の変化に対して安定した出力
の変調光信号が得られ、変調機能とＡＰＣ機能が得られ
たものである。
実施例の説明
以下本発明の一実施例について詳しく説明する。
まず第４図に、半導体レーザを光出力制御し、高速変調
するために用いられる、個別素子で組んだ回路を示す、
この回路構成では、トランジスタＱ、、 Ｑ、のベース
に変調信号を加えることにより、差動形のトランジスタ
をスイッチングし、半導体レーザ光を変調している。温
度変化により半導体レーザＬＤの閾値が変化して光出力
が変化するのを防ぐために、レーザ光出力をフォト・ダ
イオードＰＩＮでモニタし、その出力と設定電圧との差
動増幅を○ＰアンプＡで行い、その出力をレーザの駆動
トランジスタＱ２にフィードバックすることにより、平
均光出力が一定になるように自動制御を行なっている０
本発明の第１の実施例では。
するために用いられる、個別素子で組んだ回路を示す、
この回路構成では、トランジスタＱ、、 Ｑ、のベース
に変調信号を加えることにより、差動形のトランジスタ
をスイッチングし、半導体レーザ光を変調している。温
度変化により半導体レーザＬＤの閾値が変化して光出力
が変化するのを防ぐために、レーザ光出力をフォト・ダ
イオードＰＩＮでモニタし、その出力と設定電圧との差
動増幅を○ＰアンプＡで行い、その出力をレーザの駆動
トランジスタＱ２にフィードバックすることにより、平
均光出力が一定になるように自動制御を行なっている０
本発明の第１の実施例では。
第４図の点線で囲んだ半導体レーザ、フォト・ダイオー
ドと電子回路の部分を集積化しその光電子集積回路（Ｏ
ＥＩＣ：）のチップとＯＦアンプＡの部分を集積化した
チップを同一パッケージ内に含むレーザ光源について述
べる。次に第２の実施例として、第４図に示す回路を全
て同一基板上にモノリシックに集積したＯ’ＥＩＣにつ
いて述べる。
ドと電子回路の部分を集積化しその光電子集積回路（Ｏ
ＥＩＣ：）のチップとＯＦアンプＡの部分を集積化した
チップを同一パッケージ内に含むレーザ光源について述
べる。次に第２の実施例として、第４図に示す回路を全
て同一基板上にモノリシックに集積したＯ’ＥＩＣにつ
いて述べる。
第５図に、第１の実施例による○Ｐアンプチップと○Ｅ
ＩＣチップの回路構成および両者の配線を示す。ｏＰア
ンプチップの反転入力端子ＩＮ−に０ＥＩＣチツプのモ
ニタ出力電圧を加え、非反転入力端子ＩＮやに外付けの
抵抗Ｐ□により分割した設定電圧を加える。○Ｐアンプ
チップより出力される制御信号は０ＥＩＣチツプのトラ
ンジスタロ工のベースに入力され、レーザ駆動電流が制
御される。一方、変調信号は０ＥＩＣチツプのトランジ
スタＱ３．Ｑ、のベースに加えられ・る。信号レベルは
ＴＴＬレベルであり、変調された光出力のピーク値の設
定は、外付けの抵抗Ｐ２により、トランジスタＱ、のベ
ース電圧を変えることにより行なわれる。以上の○Ｐア
ンプチップと０ＥＩＣチツプを同一パッケージ内に組み
込んだ様子を第６図に示す６第６図はキャップ（１２）
の一部を破断した斜視図である。０ＥＩＣチツプ（１３
）は透明窓（１１）を通してレーザ光が取り出せるよう
に配置されてボンディングされる。０ＥＩＣチツプ（１
３）とＯＰアンプチップ（１４）は熱伝導率が良く、電
気絶縁体であるＳｉＣ等の基板（１５） （１６）上に
ボンディングされており、配線パターンを通して外部リ
ード線（１７）と接続される。 （１８）はヒートシン
ク、（１９）はステム本体である。
ＩＣチップの回路構成および両者の配線を示す。ｏＰア
ンプチップの反転入力端子ＩＮ−に０ＥＩＣチツプのモ
ニタ出力電圧を加え、非反転入力端子ＩＮやに外付けの
抵抗Ｐ□により分割した設定電圧を加える。○Ｐアンプ
チップより出力される制御信号は０ＥＩＣチツプのトラ
ンジスタロ工のベースに入力され、レーザ駆動電流が制
御される。一方、変調信号は０ＥＩＣチツプのトランジ
スタＱ３．Ｑ、のベースに加えられ・る。信号レベルは
ＴＴＬレベルであり、変調された光出力のピーク値の設
定は、外付けの抵抗Ｐ２により、トランジスタＱ、のベ
ース電圧を変えることにより行なわれる。以上の○Ｐア
ンプチップと０ＥＩＣチツプを同一パッケージ内に組み
込んだ様子を第６図に示す６第６図はキャップ（１２）
の一部を破断した斜視図である。０ＥＩＣチツプ（１３
）は透明窓（１１）を通してレーザ光が取り出せるよう
に配置されてボンディングされる。０ＥＩＣチツプ（１
３）とＯＰアンプチップ（１４）は熱伝導率が良く、電
気絶縁体であるＳｉＣ等の基板（１５） （１６）上に
ボンディングされており、配線パターンを通して外部リ
ード線（１７）と接続される。 （１８）はヒートシン
ク、（１９）はステム本体である。
次に、本発明の第２の実施例においては、第５図に示す
○Ｐアンプ回路と０ＥＩＣ回路を同一の基板上にモノリ
シックに集積する。この場合、パッケージ内に組み込ん
だ様子は、第６図と類似しており、チップは（１３）で
示すもの１個となる。
○Ｐアンプ回路と０ＥＩＣ回路を同一の基板上にモノリ
シックに集積する。この場合、パッケージ内に組み込ん
だ様子は、第６図と類似しており、チップは（１３）で
示すもの１個となる。
発明の効果
以上本発明の光集積回路は、半導体レーザ光を高速で変
調する駆動回路と、周囲温度変化によらず光出力レベル
を一定にする自動光出力制御回路を有しており、このよ
うな高機能、コンパクトなレーザ光源は光通信・光情報
処理装置の小型化、高信頼性化等に大なる効果を有する
。
調する駆動回路と、周囲温度変化によらず光出力レベル
を一定にする自動光出力制御回路を有しており、このよ
うな高機能、コンパクトなレーザ光源は光通信・光情報
処理装置の小型化、高信頼性化等に大なる効果を有する
。
第１図は半導体レーザの電流−光出力特性図、第２図は
半導体レーザの温度を一定に制御する方法を示す一例図
、第３図は半導体レーザの光出力を一定に制御する方法
を示す一例図、第４図はＡＰＣをかけながら半導体レー
ザを変調する回路図。 第５図は本発明の一実施例を示す０ＥＩＣ回路図。 第６図は０ＥＩＣ：をパッケージに組み込んだところを
示す図である。 （１１）−・・透光窓、（１２） −キ’ｖ ７プ、（
１３） ・ＯＥ ＩＣチップ、（１４）・・・ｏＰアン
プチップ、（１５）・・・基板、（１６）・・・基板、
（１７）・・・リード線第１因 ０ ５０ ｔｏ。 電流（ｔｎＡ） 第２図 第１５因
半導体レーザの温度を一定に制御する方法を示す一例図
、第３図は半導体レーザの光出力を一定に制御する方法
を示す一例図、第４図はＡＰＣをかけながら半導体レー
ザを変調する回路図。 第５図は本発明の一実施例を示す０ＥＩＣ回路図。 第６図は０ＥＩＣ：をパッケージに組み込んだところを
示す図である。 （１１）−・・透光窓、（１２） −キ’ｖ ７プ、（
１３） ・ＯＥ ＩＣチップ、（１４）・・・ｏＰアン
プチップ、（１５）・・・基板、（１６）・・・基板、
（１７）・・・リード線第１因 ０ ５０ ｔｏ。 電流（ｔｎＡ） 第２図 第１５因
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体レーザ、光検出器およびそれらを駆動するト
ランジスタ等の電子素子を同一基板上にモノリシックに
集積化した光電子集積回路（ＯＥＩＣ）と、前記光検出
器からのモニタ電気出力を増幅し、前記電子素子に帰還
して光出力制御を行なう増幅回路とを同一パッケージ内
に設け、外部より変調電気信号と光出力設定信号のみを
加えるようにした光電子集積回路素子。 ２、光電子集積回路と増幅回路は同一基板上に集積され
てワンチップで構成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の光電子集積回路素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59165205A JPS6142981A (ja) | 1984-08-07 | 1984-08-07 | 光電子集積回路素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59165205A JPS6142981A (ja) | 1984-08-07 | 1984-08-07 | 光電子集積回路素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6142981A true JPS6142981A (ja) | 1986-03-01 |
Family
ID=15807830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59165205A Pending JPS6142981A (ja) | 1984-08-07 | 1984-08-07 | 光電子集積回路素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6142981A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02151089A (ja) * | 1988-12-01 | 1990-06-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ａｐｃ回路内蔵型集積回路 |
| JPH04155983A (ja) * | 1990-10-19 | 1992-05-28 | Matsushita Electron Corp | 半導体レーザ装置 |
| WO2007023707A1 (ja) * | 2005-08-23 | 2007-03-01 | Japan Science And Technology Agency | バイファンクション有機ダイオードによる双方向光通信方法及びそのシステム |
-
1984
- 1984-08-07 JP JP59165205A patent/JPS6142981A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02151089A (ja) * | 1988-12-01 | 1990-06-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ａｐｃ回路内蔵型集積回路 |
| JPH04155983A (ja) * | 1990-10-19 | 1992-05-28 | Matsushita Electron Corp | 半導体レーザ装置 |
| WO2007023707A1 (ja) * | 2005-08-23 | 2007-03-01 | Japan Science And Technology Agency | バイファンクション有機ダイオードによる双方向光通信方法及びそのシステム |
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