JPS6232677A - パルス・レ−ザ・ダイオ−ドの出力光自動制御回路 - Google Patents
パルス・レ−ザ・ダイオ−ドの出力光自動制御回路Info
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- JPS6232677A JPS6232677A JP17177885A JP17177885A JPS6232677A JP S6232677 A JPS6232677 A JP S6232677A JP 17177885 A JP17177885 A JP 17177885A JP 17177885 A JP17177885 A JP 17177885A JP S6232677 A JPS6232677 A JP S6232677A
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- 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
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
- H01S5/06835—Stabilising during pulse modulation or generation
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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】
発明の要約
パルス・レーザ・ダイオードの出力光の一部を受光する
受光素子、受光素子の出力を増巾する増巾回路、この増
巾回路の出力から外乱光成分を除去する外乱光除去回路
、および外乱光除去回路の出力を平滑化し、パルス・レ
ーザ・ダイオードをパルス駆動する駆動回路に駆動制御
信号として帰還する回路を備えたパルス・レーザ・ダイ
オードの出力光自動制御回路。
受光素子、受光素子の出力を増巾する増巾回路、この増
巾回路の出力から外乱光成分を除去する外乱光除去回路
、および外乱光除去回路の出力を平滑化し、パルス・レ
ーザ・ダイオードをパルス駆動する駆動回路に駆動制御
信号として帰還する回路を備えたパルス・レーザ・ダイ
オードの出力光自動制御回路。
発明の背景
［技術分野］
この発明はパルス中レーザ・ダイオードの駆動回路に関
し、特にその出力光の自動制御回路に関する。
し、特にその出力光の自動制御回路に関する。
［従来技術］
従来より半導体ＣＷ（連続光）レーザに対しては、ＡＰ
Ｃ（自動パワー制御）回路の名称で呼ばれる出力光の自
動制御回路が用いられて来た。パルス・レーザ・ダイオ
ードに対してはこのような出力光の自動制御回路は殆ん
どない。この事はモニタ用の素子を内蔵するパルス・レ
ーザ・ダイオードが少ない事からも分る。しかしながら
。
Ｃ（自動パワー制御）回路の名称で呼ばれる出力光の自
動制御回路が用いられて来た。パルス・レーザ・ダイオ
ードに対してはこのような出力光の自動制御回路は殆ん
どない。この事はモニタ用の素子を内蔵するパルス・レ
ーザ・ダイオードが少ない事からも分る。しかしながら
。
レーザ発振の安全性の面から見ても、またレーザの使用
し易さの面から見てもレーザ・ダイオードの出力光が変
動する事は好ましくない。
し易さの面から見てもレーザ・ダイオードの出力光が変
動する事は好ましくない。
第６図に従来のＣＷレーザ用のＡＰＣ回路の一例を示す
。この回路ではレーザ・ダイオード１１の出射光の一部
をピン（ＰＩＮ） ・ホトダイオード１２で受光し、
ビン・ホトダイオード１２に流れる光電流によって抵抗
Ｒ１１に生じる電圧と基準電圧ｒｅｒとが等しくなるよ
う、演算増巾器（以下、オペアンプという）ＯＰおよび
その出力により制御されるトランジスタＴｒからなる回
路によって。
。この回路ではレーザ・ダイオード１１の出射光の一部
をピン（ＰＩＮ） ・ホトダイオード１２で受光し、
ビン・ホトダイオード１２に流れる光電流によって抵抗
Ｒ１１に生じる電圧と基準電圧ｒｅｒとが等しくなるよ
う、演算増巾器（以下、オペアンプという）ＯＰおよび
その出力により制御されるトランジスタＴｒからなる回
路によって。
レーザ・ダイオード１１に流れる電流を制御する。
第６図に示す回路でレーザ・ダイオード１１に流れる電
流が急激に変化しても、この回路は応答し得ない。オペ
アンプＯＰ、トランジスタＴ「等で構成される回路の応
答の遅れが原因であり、応答速度の限界は数１００ｎｓ
程度である。今、基準信号ｒｅｆ’としてパルス信号を
入力する場合のこの回路の応答性を考えて見る。
流が急激に変化しても、この回路は応答し得ない。オペ
アンプＯＰ、トランジスタＴ「等で構成される回路の応
答の遅れが原因であり、応答速度の限界は数１００ｎｓ
程度である。今、基準信号ｒｅｆ’としてパルス信号を
入力する場合のこの回路の応答性を考えて見る。
第７図は第６図の回路の応答性を説明するための波形図
である。ｒｅｆとしてパルス信号が入力されると、レー
ザ・ダイオード１１にはオペアンプＯＰおよびトランジ
スタＴｒで遅れた駆動電流ＩＬＤが流れる。レーザ・ダ
イオード１１は駆動電流に応じて発光し、ピン・ホトダ
イオード１２の受光電流Ｉ によって駆動電流ＩＬＤに
負帰還がかかり。
である。ｒｅｆとしてパルス信号が入力されると、レー
ザ・ダイオード１１にはオペアンプＯＰおよびトランジ
スタＴｒで遅れた駆動電流ＩＬＤが流れる。レーザ・ダ
イオード１１は駆動電流に応じて発光し、ピン・ホトダ
イオード１２の受光電流Ｉ によって駆動電流ＩＬＤに
負帰還がかかり。
Ｌ は安定する。安定するまでは電流” ＬＤには第Ｄ
７図に示すようにオーバ・シュートが見られる。
このオーバ・シュートを防ぐ為には、オペアンプＯＰの
帰還抵抗Ｒ１゜にキャパシタを並列接続する等の手段が
あるが、そうすると回路の応答がさらに遅れる事になる
。パルス・レーザ・ダイオードは一般に数１０〜数１０
０ｎｓ程度のパルス巾で駆動する事が多く、第６図に示
す回路では出力光を自動制御する事は出来ない。
帰還抵抗Ｒ１゜にキャパシタを並列接続する等の手段が
あるが、そうすると回路の応答がさらに遅れる事になる
。パルス・レーザ・ダイオードは一般に数１０〜数１０
０ｎｓ程度のパルス巾で駆動する事が多く、第６図に示
す回路では出力光を自動制御する事は出来ない。
発明の概要
［発明の目的］
この発明の目的は、数１０〜数１００ｎｓのパルス１１
で駆動されるパルス・レーザ・ダイオードの出力光を自
動制御する回路を提供することにある。
で駆動されるパルス・レーザ・ダイオードの出力光を自
動制御する回路を提供することにある。
［発明の構成と効果コ
この発明によるパルス・レーザ争ダイオードの出力光自
動制御回路は、パルス・レーザ・ダイオードの出力光の
一部を受光する受光素子、受光素子の出力を増巾する増
巾回路、この増巾回路の出力から外乱光成分を除去する
外乱光除去回路、および外乱光除去回路の出力を平滑化
し、パルス・レーザ・ダイオードをパルス駆動する駆動
回路に駆動制御信号として帰還する回路を備えているこ
とを特徴とする。
動制御回路は、パルス・レーザ・ダイオードの出力光の
一部を受光する受光素子、受光素子の出力を増巾する増
巾回路、この増巾回路の出力から外乱光成分を除去する
外乱光除去回路、および外乱光除去回路の出力を平滑化
し、パルス・レーザ・ダイオードをパルス駆動する駆動
回路に駆動制御信号として帰還する回路を備えているこ
とを特徴とする。
パルス・レーザーダイオードの出力光をモニタし、この
モニタ出力から外乱光を除去し、そして得られる信号を
平滑してパルス・レーザ・ダイオードのパルス駆動回路
に帰還させているので、パルス巾の狭いパルス・レーザ
・ダイオードでも。
モニタ出力から外乱光を除去し、そして得られる信号を
平滑してパルス・レーザ・ダイオードのパルス駆動回路
に帰還させているので、パルス巾の狭いパルス・レーザ
・ダイオードでも。
その駆動制御を達成することができる。
実施例の説明
第１図はこの発明の一実施例を示している。この図にお
いて、入力信号Ｓ１はパルス・レーザ・ダイオードの出
射光の一部を受光するビン・ホトダイオードの受光パル
ス信号、Ｓ２はパルス・レーザ・ダイオードを駆動する
駆動信号と同期した信号で、後述するように十分なパル
ス巾をもつパルス信号、出力信号Ｓｏはパルス・レーザ
・ダイオードを駆動する駆動電流を定める為の直流電圧
信号である。すなわち、この出力信号Ｓ。に相当する電
圧が充電され、その放電々流によってパルス・レーザが
駆動されることになる。
いて、入力信号Ｓ１はパルス・レーザ・ダイオードの出
射光の一部を受光するビン・ホトダイオードの受光パル
ス信号、Ｓ２はパルス・レーザ・ダイオードを駆動する
駆動信号と同期した信号で、後述するように十分なパル
ス巾をもつパルス信号、出力信号Ｓｏはパルス・レーザ
・ダイオードを駆動する駆動電流を定める為の直流電圧
信号である。すなわち、この出力信号Ｓ。に相当する電
圧が充電され、その放電々流によってパルス・レーザが
駆動されることになる。
以下に１回路各部の動作について説明する。
［オペアンプＯＰ２］
このオペアンプＯＰ２はブリ・アンプである。
入力信号Ｓ１は受光光量に比例した電圧信号であるが、
パルス・レーザ・ダイオードの駆動電流が大きい為に誘
導ノイズを多量に含んでいる。
パルス・レーザ・ダイオードの駆動電流が大きい為に誘
導ノイズを多量に含んでいる。
オペアンプＯＰ２の入力段のフィルタ回路とこのオペア
ンプＯＰ２そのものの遅れとにより誘導ノイズを除去し
、光パルスによる信号成分を取り出している。光パルス
による信号中の高周波成分は失なわれるが、第１図の回
路は最終段の出力信号として直流信号を得るものである
から問題はない。このオペアンプＯＰ２の入力、出力の
概略の信号波形を第２図に示す。ここでＧはグランド（
ＧＮＤ）レベルを表わしている。
ンプＯＰ２そのものの遅れとにより誘導ノイズを除去し
、光パルスによる信号成分を取り出している。光パルス
による信号中の高周波成分は失なわれるが、第１図の回
路は最終段の出力信号として直流信号を得るものである
から問題はない。このオペアンプＯＰ２の入力、出力の
概略の信号波形を第２図に示す。ここでＧはグランド（
ＧＮＤ）レベルを表わしている。
［オペアンプＯＰＩ ］
このオペアンプＯＰ１は、オペアンプＯＰ２の出力信号
中から光パルスによる信号成分を除去して、外乱光によ
る光信号成分を取り出す為の回路である。
中から光パルスによる信号成分を除去して、外乱光によ
る光信号成分を取り出す為の回路である。
オペアンプＯＰ２の出力信号、信号Ｓ 、トランジスタ
Ｔ ｒ Ｌのコレクタ電圧、オペアンプＯＰＩの出力の
それぞれの波形が第３図に示されている。
Ｔ ｒ Ｌのコレクタ電圧、オペアンプＯＰＩの出力の
それぞれの波形が第３図に示されている。
オペアンプＯＰ２の出力は外乱光による信号成分とパル
ス・レーザ・ダイオードのパルス光による信号成分とを
重ねた電圧波形となっている。パルス・レーザ・ダイオ
ードが発光するのは信号Ｓ２が立ち上がった直後である
よう、その駆動回路が構成されているが、実際にはオペ
アンプＯＰ２の遅れによって、オペアンプＯＰ２の出力
は、信号Ｓ２がハイ・レベルにある間中、パルス・レー
ザ・ダイオードのパルス光成分を含むようになる。逆に
いえば、そのように信号Ｓ２のパルス巾が選択される。
ス・レーザ・ダイオードのパルス光による信号成分とを
重ねた電圧波形となっている。パルス・レーザ・ダイオ
ードが発光するのは信号Ｓ２が立ち上がった直後である
よう、その駆動回路が構成されているが、実際にはオペ
アンプＯＰ２の遅れによって、オペアンプＯＰ２の出力
は、信号Ｓ２がハイ・レベルにある間中、パルス・レー
ザ・ダイオードのパルス光成分を含むようになる。逆に
いえば、そのように信号Ｓ２のパルス巾が選択される。
信号Ｓ２がノ１イ・レベルの期間、トランジスタＴ ｒ
Ｌをオンさせることによって、オペアンプＯＰ２の出
力がオペアンプＯＰＩへ入力するのを禁止する。
Ｌをオンさせることによって、オペアンプＯＰ２の出
力がオペアンプＯＰＩへ入力するのを禁止する。
このときコンデンサＣ１に蓄えられた電荷が抵抗Ｒを通
して放電される。トランジスタＴ ｒ １がオフした後
は、抵抗ＲとＲ２を通じてコンデンサＣ１は充電される
。
して放電される。トランジスタＴ ｒ １がオフした後
は、抵抗ＲとＲ２を通じてコンデンサＣ１は充電される
。
−コンデンサＣ１に充電される平均電圧Ｖ。は。
信号Ｓ２のデユーティ比をｒ、外乱光成分のみによるオ
ペアンプＯＰ２の出力電圧を［Ｖｏ２］として。
ペアンプＯＰ２の出力電圧を［Ｖｏ２］として。
で与えられる。
また、オペアンプＯＰＩの増幅率をＡ１とすると、オペ
アンプＯＰ１の出力電圧の平均値Ｖ。１は１次のように
なる。
アンプＯＰ１の出力電圧の平均値Ｖ。１は１次のように
なる。
Ｖ −Ａ −Ｖ
吋 １ ｃ
ここでＶ−［Ｖ］となるように増巾率Ａ１を定める。こ
の実施例では、■〉［Ｖｏ２］とな０す るように増巾率Ａ１を定めている（理由はオペアンプＯ
Ｐ３の説明において述べる）。
の実施例では、■〉［Ｖｏ２］とな０す るように増巾率Ａ１を定めている（理由はオペアンプＯ
Ｐ３の説明において述べる）。
［オペアンプＯＰ３］
このオペアンプＯＰ３はオペアンプＯＰ２の出力から、
パルス・レーザ・ダイオードの発光による光信号成分の
みで取り出し、これを増幅するアンプである。
パルス・レーザ・ダイオードの発光による光信号成分の
みで取り出し、これを増幅するアンプである。
オペアンプＯＰ３の十入力端子にはオペアンプＯＰ２の
出力Ｖ。２人力され、−入力端子にはオペアンプＯＰ１
の出力Ｖｏ１が入力される。これらの入力信号波形と出
力信号波形を第４図に示す。
出力Ｖ。２人力され、−入力端子にはオペアンプＯＰ１
の出力Ｖｏ１が入力される。これらの入力信号波形と出
力信号波形を第４図に示す。
■ｏ３はオペアンプＯＰ３の出力である。オペアンプＯ
Ｐ２の出力ｖｏ２はパルス・レーザ・ダイオードのパル
ス光成分と外乱光成分とを含み、オペアンプＯＰＩの出
力Ｖ。１は外乱光成分のみからなるから、オペアンプＯ
Ｐ３の出力”０３として、入力信号Ｓｌ中のパルス・レ
ーザ・ダイオードの出力光成分のみを増幅した信号が得
られる。
Ｐ２の出力ｖｏ２はパルス・レーザ・ダイオードのパル
ス光成分と外乱光成分とを含み、オペアンプＯＰＩの出
力Ｖ。１は外乱光成分のみからなるから、オペアンプＯ
Ｐ３の出力”０３として、入力信号Ｓｌ中のパルス・レ
ーザ・ダイオードの出力光成分のみを増幅した信号が得
られる。
この実施例では単電源で使用するオペアンプが用いられ
ているために、その出力はＧＮＤレベルより下ることは
ない。そこでオペアンプＯＰＩの出力Ｖ およびオペア
ンプＯＰ２の出力中の外乱光のみによる成分［ｖｏ２］
を用いて、オペアンプＯＰ３の増巾率Ａ３を次の条件を
満足するようにしておけば、パルス・レーザ・ダイオー
ドのパルス光による信号がオペアンプＯＰ３に入力され
ていない期間、オペアンプＯＰ３の出力はＧＮＤレベル
に固定され、オペアンプＯＰ３の出力はパルス・レーザ
・ダイオードのパルス光によるもののみになる。
ているために、その出力はＧＮＤレベルより下ることは
ない。そこでオペアンプＯＰＩの出力Ｖ およびオペア
ンプＯＰ２の出力中の外乱光のみによる成分［ｖｏ２］
を用いて、オペアンプＯＰ３の増巾率Ａ３を次の条件を
満足するようにしておけば、パルス・レーザ・ダイオー
ドのパルス光による信号がオペアンプＯＰ３に入力され
ていない期間、オペアンプＯＰ３の出力はＧＮＤレベル
に固定され、オペアンプＯＰ３の出力はパルス・レーザ
・ダイオードのパルス光によるもののみになる。
（Ｖ −［ｖｏ２］）Ａ３〉ｖｏ１
０■
■−［ｖｏ２］ζ０
［オペアンプＯＰ４］
オペアンプＯＰ３の出力は、パルス・レーザーダイオー
ドのパルス光を表わし、これは比較のための十分なレベ
ルまで既に増幅されている。オペアンプＯＰ４はこの信
号を平滑して増幅し、パルス・レーザ・ダイオード駆動
の為のコンデンサの充電電圧制御信号Ｓ。を生成する。
ドのパルス光を表わし、これは比較のための十分なレベ
ルまで既に増幅されている。オペアンプＯＰ４はこの信
号を平滑して増幅し、パルス・レーザ・ダイオード駆動
の為のコンデンサの充電電圧制御信号Ｓ。を生成する。
平滑の時定数はパルス・レーザ・ダイオードの駆動周期
より十分大となるように（数十倍）設計おく。こうする
ことで電源投入時序々に出力光強度を増大させることが
出来る。
より十分大となるように（数十倍）設計おく。こうする
ことで電源投入時序々に出力光強度を増大させることが
出来る。
以上この発明による実施例について説明したが、第５図
に示すように２片電源のアンプを用い、オペアンプＯＰ
２の出力とオペアンプＯＰ３の人力との間にコンデンサ
Ｃを挿入することによっても外乱光の影響を除去するこ
とが可能であるが２部品点数が減るという利点を有する
反面、パルス的な外乱光に弱くなる欠点がある。
に示すように２片電源のアンプを用い、オペアンプＯＰ
２の出力とオペアンプＯＰ３の人力との間にコンデンサ
Ｃを挿入することによっても外乱光の影響を除去するこ
とが可能であるが２部品点数が減るという利点を有する
反面、パルス的な外乱光に弱くなる欠点がある。
第１図は、この発明の一実施例を示す回路図。
第２図は、オペアンプＯＰ２の入出力信号波形を示す波
形図。 第３図は、オペアンプＯＰ１の動作を説明するための波
形図。 第４図は、オペアンプＯＰ３の動作を説明するための波
形図。 第５図は、この発明の別の実施例を示す回路図である。 第６図および第７図は、従来例を示すもので。 第６図は、ＣＷレーザ・ダイオードの出力光自動制御回
路を示す回路図。 第７図は、ＣＷレーザ・ダイオードの出力光臼、動制御
回路の動作を説明するための波形図である。 ＯＰＩ、ＯＦ２．ＯＦ２．ＯＦ２・・・オペアンプ。 Ｃ２Ｃ・・・コンデンサ、Ｒ，Ｒ・・・抵抗Ｔｒｌ・・
・トランジスタ。 以上
形図。 第３図は、オペアンプＯＰ１の動作を説明するための波
形図。 第４図は、オペアンプＯＰ３の動作を説明するための波
形図。 第５図は、この発明の別の実施例を示す回路図である。 第６図および第７図は、従来例を示すもので。 第６図は、ＣＷレーザ・ダイオードの出力光自動制御回
路を示す回路図。 第７図は、ＣＷレーザ・ダイオードの出力光臼、動制御
回路の動作を説明するための波形図である。 ＯＰＩ、ＯＦ２．ＯＦ２．ＯＦ２・・・オペアンプ。 Ｃ２Ｃ・・・コンデンサ、Ｒ，Ｒ・・・抵抗Ｔｒｌ・・
・トランジスタ。 以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 パルス・レーザ・ダイオードの出力光の一部を受光する
受光素子、 受光素子の出力を増巾する増巾回路、 この増巾回路の出力から外乱光成分を除去する外乱光除
去回路、および 外乱光除去回路の出力を平滑化し、パルス・レーザ・ダ
イオードをパルス駆動する駆動回路に駆動制御信号とし
て帰還する回路、 を備えたパルス・レーザ・ダイオードの出力光自動制御
回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17177885A JPH0652817B2 (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | パルス・レ−ザ・ダイオ−ドの出力光自動制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17177885A JPH0652817B2 (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | パルス・レ−ザ・ダイオ−ドの出力光自動制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6232677A true JPS6232677A (ja) | 1987-02-12 |
| JPH0652817B2 JPH0652817B2 (ja) | 1994-07-06 |
Family
ID=15929502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17177885A Expired - Lifetime JPH0652817B2 (ja) | 1985-08-06 | 1985-08-06 | パルス・レ−ザ・ダイオ−ドの出力光自動制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0652817B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01133385A (ja) * | 1987-11-19 | 1989-05-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光出力制御回路 |
-
1985
- 1985-08-06 JP JP17177885A patent/JPH0652817B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01133385A (ja) * | 1987-11-19 | 1989-05-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光出力制御回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0652817B2 (ja) | 1994-07-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |