JPS6265531A - レ−ザダイオ−ドの光出力の温度特性補償回路 - Google Patents
レ−ザダイオ−ドの光出力の温度特性補償回路Info
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- JPS6265531A JPS6265531A JP60204417A JP20441785A JPS6265531A JP S6265531 A JPS6265531 A JP S6265531A JP 60204417 A JP60204417 A JP 60204417A JP 20441785 A JP20441785 A JP 20441785A JP S6265531 A JPS6265531 A JP S6265531A
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- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/125—Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
- G11B7/126—Circuits, methods or arrangements for laser control or stabilisation
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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
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
-
- 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
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- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
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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】
［発明の技術分野１
この発明は、例えば光ディスク装置等の光源として使用
されるレーザダイオードの光出力の温度特性補償回路に
関する。
されるレーザダイオードの光出力の温度特性補償回路に
関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
一般にレーザダイオードを駆動する回路には、レーザダ
イオードの光出力を所定の出力値にＩＩ＋御して光出力
の安定化を図る制御回路が付設されている。
イオードの光出力を所定の出力値にＩＩ＋御して光出力
の安定化を図る制御回路が付設されている。
レーザダイオードの光出力は、あるしきいｌｉｒ＋電流
以上では、その順方向電流に比例して増大するので、従
来の光出力１ｌＩＩＩＩ１１回路は、順方向電流を所定
の電流１１６に規定することにより、シー１フ’ダイオ
ードの光出力を所定の出力レベルとなるように制御して
いる。
以上では、その順方向電流に比例して増大するので、従
来の光出力１ｌＩＩＩＩ１１回路は、順方向電流を所定
の電流１１６に規定することにより、シー１フ’ダイオ
ードの光出力を所定の出力レベルとなるように制御して
いる。
ところでレーザダイオードの光出力特性には、他の多く
の半導体装置の諸特竹の場合と同様に、澗度依存竹がみ
られるが、光デイスク装置等の光源として使用される場
合、その光出力は、温度変化が生じても所定の出力値に
安定しているものが求められる。
の半導体装置の諸特竹の場合と同様に、澗度依存竹がみ
られるが、光デイスク装置等の光源として使用される場
合、その光出力は、温度変化が生じても所定の出力値に
安定しているものが求められる。
しかしながら従来の光出力制御回路には、光出力の温度
特性を補償する点については考慮されてないので、光出
力の安定化を図る上においてなお不十分なものであった
。
特性を補償する点については考慮されてないので、光出
力の安定化を図る上においてなお不十分なものであった
。
［発明の目的］
この発明は、上記事情に基づいてなされたもので、レー
ザダイオードの光出力を、温度変化に対しても、所定の
出力値に安定に制御することのできるレーザダイオード
の光出力の温度特性補償回路を捉供することを目的とす
る。
ザダイオードの光出力を、温度変化に対しても、所定の
出力値に安定に制御することのできるレーザダイオード
の光出力の温度特性補償回路を捉供することを目的とす
る。
［発明の概要］
この発明は、上記目的を達成するために第１図に示すよ
うに、レーザダイオードＬＤの光出力ＰＯをモニターす
るフォトダイオードＰＤの出力回路に、設定される基準
電流１ｒｅｆの温度係数がレーザダイオードＩ−１’）
の光出力温度係数とは逆符号で、且つ該光出力′／ｆＡ
痕係数と対応した係数１１＋を有する基準電流源１を接
続し、さらにフォトダイオードＰＩ’）の光起電流ＩＳ
と、Ｍ環電流１１ｉ１に設定される基準電流１ ｒｅｆ
との差電流を反転増幅手段２により反転増幅して、前記
シー１１ダイＡ−ド１ｒ）の順方向電流回路３にフィー
ドバックし、光出力ｐｏを基＊電流１ ｒｅｆに対応し
た出力レベルに制御することにより、レーザダイオード
の光出力温度特性を、これと逆特性を有する基準電流の
温度特性で補償して、温匪変化に対しても光出力を所定
値に安定にｉｌｌ Ｉｌｌできるようにしたものである
。
うに、レーザダイオードＬＤの光出力ＰＯをモニターす
るフォトダイオードＰＤの出力回路に、設定される基準
電流１ｒｅｆの温度係数がレーザダイオードＩ−１’）
の光出力温度係数とは逆符号で、且つ該光出力′／ｆＡ
痕係数と対応した係数１１＋を有する基準電流源１を接
続し、さらにフォトダイオードＰＩ’）の光起電流ＩＳ
と、Ｍ環電流１１ｉ１に設定される基準電流１ ｒｅｆ
との差電流を反転増幅手段２により反転増幅して、前記
シー１１ダイＡ−ド１ｒ）の順方向電流回路３にフィー
ドバックし、光出力ｐｏを基＊電流１ ｒｅｆに対応し
た出力レベルに制御することにより、レーザダイオード
の光出力温度特性を、これと逆特性を有する基準電流の
温度特性で補償して、温匪変化に対しても光出力を所定
値に安定にｉｌｌ Ｉｌｌできるようにしたものである
。
［発明の実施例］
以下この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第２図はこの発明の実施例を示す図である。
なお第２図において前記第１図における回路素子等と同
一ないし均等のものは、前記と同一符号を以って示し重
複した説明を省略する。
一ないし均等のものは、前記と同一符号を以って示し重
複した説明を省略する。
まず構成を説明すると、レーザダイオード１−ｒ）とフ
ォトダイオードＰＤとは、１個のパッケージ４中に内蔵
されたものが使用されている。パッケージ４からは、レ
ーザダイオードＬＤのアノードおよびフォトダイオード
ＰＤのカソードを共通接続した共通接続端子４ａと、レ
ーザダイオードＬＤのカソード端子４ｂと、フォトダイ
オードＰＩ）のアノード端子４Ｃとの合計３本の端子ビ
ンが外部にとり出されている。レーザダイオードＬＤの
一方の出力面はフォトダイオードＰＤに向けられ、他方
の出力面から外部に光出力ｐｏがとり出される。
ォトダイオードＰＤとは、１個のパッケージ４中に内蔵
されたものが使用されている。パッケージ４からは、レ
ーザダイオードＬＤのアノードおよびフォトダイオード
ＰＤのカソードを共通接続した共通接続端子４ａと、レ
ーザダイオードＬＤのカソード端子４ｂと、フォトダイ
オードＰＩ）のアノード端子４Ｃとの合計３本の端子ビ
ンが外部にとり出されている。レーザダイオードＬＤの
一方の出力面はフォトダイオードＰＤに向けられ、他方
の出力面から外部に光出力ｐｏがとり出される。
共通接続端子４ａには、十電源線路５ａから、駆動用ト
ランジスタＱＩｓおよび順方向電流Ｉｆを最大定格値に
規定するための抵抗Ｒ１を備えた順方向電流回路３が接
続されている。Ｒ２は駆動用トランジスタＱ１のバイア
ス電流設定用の抵抗で、次に述べる１ｌｌｉＩＩ用トラ
ンジスタＱ２の出力抵抗も兼ねている。
ランジスタＱＩｓおよび順方向電流Ｉｆを最大定格値に
規定するための抵抗Ｒ１を備えた順方向電流回路３が接
続されている。Ｒ２は駆動用トランジスタＱ１のバイア
ス電流設定用の抵抗で、次に述べる１ｌｌｉＩＩ用トラ
ンジスタＱ２の出力抵抗も兼ねている。
Ｑ２は、反転増幅手段を構成する制御用トランジスタで
、Ｊ ＦＥＴが用いられており、そのゲ−＝４− トはフォトダイオードＰＤのアノード端子４Ｃに接続さ
れ、ソースはアースされ、ドレインは駆動用トランジス
タＱ１のベースに接続されている。
、Ｊ ＦＥＴが用いられており、そのゲ−＝４− トはフォトダイオードＰＤのアノード端子４Ｃに接続さ
れ、ソースはアースされ、ドレインは駆動用トランジス
タＱ１のベースに接続されている。
！１ＪＩｌｌ用トランジスタＱ２として入力インピーダ
ンスの高いＪＦＥＴを用いることにより、ゲート流入電
流がほぼゼロとされて、光出力ｐｏの制御精度が高めら
れている。
ンスの高いＪＦＥＴを用いることにより、ゲート流入電
流がほぼゼロとされて、光出力ｐｏの制御精度が高めら
れている。
符号Ｒ３は検出用抵抗、Ｑ３は制限用トランジスタで、
これら検出用抵抗Ｒ３および制限用トランジスタＱ３に
より、レーザダイオードＬ Ｄに最大定格電流（制限電
流）以上の順方向電流Ｉｆが流れるのを制限する順方向
電流制限回路が構成されている。制限用トランジスタＱ
３は、検出用抵抗Ｒ３による最大定格電流に対応した検
出電圧で作動して、レーザダイオードＬＤに制限電流値
以上の順方向１ｆの流れるのが制限される。
これら検出用抵抗Ｒ３および制限用トランジスタＱ３に
より、レーザダイオードＬ Ｄに最大定格電流（制限電
流）以上の順方向電流Ｉｆが流れるのを制限する順方向
電流制限回路が構成されている。制限用トランジスタＱ
３は、検出用抵抗Ｒ３による最大定格電流に対応した検
出電圧で作動して、レーザダイオードＬＤに制限電流値
以上の順方向１ｆの流れるのが制限される。
そしてさらに、この発明においては、レーザダイオード
ＬＤの光出力温度特性を補償するため、次のように、フ
ォトダイオードＰＤのアノード端子４Ｃと、−電源線路
５ｂとの間に、設定される基準電流１ ｒ ｅ ｆの温
度係数が、レーザダイオード１−１１の光出力ｐｏの温
度係数とは逆符号でＨつ当該光出力ｐｏの温度係数と対
応した係数値を有する基準電流源回路、ノ１が接続され
ている（なおこの発明で基準電流源とは、この実施例で
云う基準電流源回路を指している）。
ＬＤの光出力温度特性を補償するため、次のように、フ
ォトダイオードＰＤのアノード端子４Ｃと、−電源線路
５ｂとの間に、設定される基準電流１ ｒ ｅ ｆの温
度係数が、レーザダイオード１−１１の光出力ｐｏの温
度係数とは逆符号でＨつ当該光出力ｐｏの温度係数と対
応した係数値を有する基準電流源回路、ノ１が接続され
ている（なおこの発明で基準電流源とは、この実施例で
云う基準電流源回路を指している）。
即ｈ１まずフォトダイオードＰＤのアノード端子４Ｇが
、■ミッタホロワ接続の出力トランジスタＱ４、および
そのエミッタ出力抵抗Ｒ４を介して一電源線路５ｂに接
続されている。出力トランジスタＱ４の前段には、オペ
アンプ八が配設され、その出力端子が、出力トランジス
タＱ４のベースに接続され、θλ入力端子同出力トラン
ジスタＱ４のエミッタに接続されている。
、■ミッタホロワ接続の出力トランジスタＱ４、および
そのエミッタ出力抵抗Ｒ４を介して一電源線路５ｂに接
続されている。出力トランジスタＱ４の前段には、オペ
アンプ八が配設され、その出力端子が、出力トランジス
タＱ４のベースに接続され、θλ入力端子同出力トラン
ジスタＱ４のエミッタに接続されている。
またオペアンプＡの入力端子側には、まずアースと、−
電源線路５ｂとの間に、トランジスタＱ５および２個の
抵抗Ｒｅ 、Ｒ７の直列回路が接続されている。抵抗Ｒ
８とＲ７とは、同一抵抗温度係数を有するものが用いら
れている。Ｒ８は、トランジスタＱ５のベースバイアス
電流設定用の抵抗で、トランジスタＱ５のベースは、さ
らに順方向接続のダイオードＤおよび逆方向接続のツェ
ナーダイオード７１″）を介して一電源線路５ｂに接続
されている。そして抵抗Ｒ６と、Ｒ７との接続点が、オ
ペアンプＡの■入力端子に接続されている。
電源線路５ｂとの間に、トランジスタＱ５および２個の
抵抗Ｒｅ 、Ｒ７の直列回路が接続されている。抵抗Ｒ
８とＲ７とは、同一抵抗温度係数を有するものが用いら
れている。Ｒ８は、トランジスタＱ５のベースバイアス
電流設定用の抵抗で、トランジスタＱ５のベースは、さ
らに順方向接続のダイオードＤおよび逆方向接続のツェ
ナーダイオード７１″）を介して一電源線路５ｂに接続
されている。そして抵抗Ｒ６と、Ｒ７との接続点が、オ
ペアンプＡの■入力端子に接続されている。
ダイオードＤは、その順方向電圧が、トランジスタＱ５
のベース・Ｔミッタ間電圧Ｖｂｅと同一値を有し、且つ
その電圧の温度特性についても同一特性を有するものが
用いられている。
のベース・Ｔミッタ間電圧Ｖｂｅと同一値を有し、且つ
その電圧の温度特性についても同一特性を有するものが
用いられている。
またツェナーダイオード７ｒ）は、そのツェナー電圧Ｖ
ｚがレーザダイオード１Ｆ）の光出力ｐｏの温度係数に
対して逆符号の温度係数を有し、且つその係数値は、当
該光出力ｐｏの温度係数と対応した値を右するものが選
ばれている。基準電流源回路Ｊ＋ は、後述するように
上記ツェナーダイオードＺＤのツＩノーー電ｒｆｖＺの
温度係数を利用して、レーザダイオードＬｒ）の光出力
ｐｏの温度係数を補償するものである。
ｚがレーザダイオード１Ｆ）の光出力ｐｏの温度係数に
対して逆符号の温度係数を有し、且つその係数値は、当
該光出力ｐｏの温度係数と対応した値を右するものが選
ばれている。基準電流源回路Ｊ＋ は、後述するように
上記ツェナーダイオードＺＤのツＩノーー電ｒｆｖＺの
温度係数を利用して、レーザダイオードＬｒ）の光出力
ｐｏの温度係数を補償するものである。
次に第３図の（Ａ）、（Ｂ）、および第４図を用いて作
用および基準電流の温度係数の設定を説明する。
用および基準電流の温度係数の設定を説明する。
第３図の（Ａ）、（Ｂ）を用いてレーザダイオードＬＤ
およびツェナーダイオード７Ｄが常温で一定の温度状態
にあるときの光出力の制御から説明する。
およびツェナーダイオード７Ｄが常温で一定の温度状態
にあるときの光出力の制御から説明する。
第３図（Ａ）はレーザダイオードＬｒ）の順方向電流１
ｆと先出ツノＰｏの関係を示す特性図、第３図（Ｒ）は
レーザダイオードｌ−Ｄの光出力Ｐｏとフォトダイオー
ドＰＩ’）に生じるモニタ電流（光起電流）Ｉｓの関係
を示す特性図である。
ｆと先出ツノＰｏの関係を示す特性図、第３図（Ｒ）は
レーザダイオードｌ−Ｄの光出力Ｐｏとフォトダイオー
ドＰＩ’）に生じるモニタ電流（光起電流）Ｉｓの関係
を示す特性図である。
第３図（Ａ）からレーザダイオードＬｍｌは順方向電流
Ｉｆがある゛しきい値電流”Ｉｆ’ に達するとレーザ
発振して光出力ｐｏが得られ、以後光出力ｐｏは、順方
向電流Ｉｆに比例して増大する。
Ｉｆがある゛しきい値電流”Ｉｆ’ に達するとレーザ
発振して光出力ｐｏが得られ、以後光出力ｐｏは、順方
向電流Ｉｆに比例して増大する。
一方、フォトダイオードＰＤは、この光出力Ｐ。
を受けて光起電流ｉｓが生じるが、第３図（Ｂ）に示す
ように、光起電流ｉｓは光出力ＰＯに比例して増大する
。
ように、光起電流ｉｓは光出力ＰＯに比例して増大する
。
このようにフォトダイオードＰＤで検出される光起電流
ｉｓは、光出力ＰＯに比例しているので、検出された光
起電流ＩＳが、基準電流ｌ ｒｅｆと等しくなるように
光出力ｐｏをフィードバック制御することにより、当該
光出力ＰＯは、基準電流ｌ ｒｅｆに対応した出力レベ
ルに制御される。
ｉｓは、光出力ＰＯに比例しているので、検出された光
起電流ＩＳが、基準電流ｌ ｒｅｆと等しくなるように
光出力ｐｏをフィードバック制御することにより、当該
光出力ＰＯは、基準電流ｌ ｒｅｆに対応した出力レベ
ルに制御される。
ここで基準電流源回路Ｊ１に設定されている基準電流１
ｒｅｔ’の値を述べると、ダイオードＤの順方向電圧と
、トランジスタＱ５のベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅと
は同一値を有するものが用いられているので、当該トラ
ンジスタＱ５のエミッタには、ツェナー電圧Ｖ７と等し
い値の電圧が現われる。このためオペアンプへのΦλ入
力端子入力する入力電圧Ｖｉは、 Ｖｉ＝Ｖｚ−Ｒｙ／（Ｒｅ ＋Ｒ７） となる。
ｒｅｔ’の値を述べると、ダイオードＤの順方向電圧と
、トランジスタＱ５のベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅと
は同一値を有するものが用いられているので、当該トラ
ンジスタＱ５のエミッタには、ツェナー電圧Ｖ７と等し
い値の電圧が現われる。このためオペアンプへのΦλ入
力端子入力する入力電圧Ｖｉは、 Ｖｉ＝Ｖｚ−Ｒｙ／（Ｒｅ ＋Ｒ７） となる。
次いで出力トランジスタＱ４のエミッタには、オペアン
プへの内入力端子０θの仮想短絡の原理から、上記入ノ
コ電圧ｖｉと同一値の電圧が生じる。
プへの内入力端子０θの仮想短絡の原理から、上記入ノ
コ電圧ｖｉと同一値の電圧が生じる。
したがって基準電流１ｒｅｆは、−電源線路５ｂの電４
０をアース電位と仮定すると、夏 ｒｅｆ＝ＶＩ／Ｒ４ ＝Ｖｚ、・Ｒｙ ／ ［Ｒ４（Ｒｅ ＋Ｒ７）
］・・・（１） に規定される。
０をアース電位と仮定すると、夏 ｒｅｆ＝ＶＩ／Ｒ４ ＝Ｖｚ、・Ｒｙ ／ ［Ｒ４（Ｒｅ ＋Ｒ７）
］・・・（１） に規定される。
そして、このように規定された基準電流１ｒｅｆと、フ
ォトダイオードＰＤで検出される光起電流１ｓとの関係
が、ｌｓ＜１ｒｅｆの状態では、制御用トランジスタＱ
２のゲートはカットオフ電圧以下に設定されて、当該制
御用トランジスタＱ２はオフ状態となる。このため駆動
用トランジスタＱ１のベースには、抵抗Ｒ２で設定され
るバイアス電流１ｂが流入してオン状態となる。この結
束レーザダイオードＬｒ）には順方向電流回路３で規定
される最大上限電流が流れて光出力ＰＯが増大される。
ォトダイオードＰＤで検出される光起電流１ｓとの関係
が、ｌｓ＜１ｒｅｆの状態では、制御用トランジスタＱ
２のゲートはカットオフ電圧以下に設定されて、当該制
御用トランジスタＱ２はオフ状態となる。このため駆動
用トランジスタＱ１のベースには、抵抗Ｒ２で設定され
るバイアス電流１ｂが流入してオン状態となる。この結
束レーザダイオードＬｒ）には順方向電流回路３で規定
される最大上限電流が流れて光出力ＰＯが増大される。
光出力ｐｏが増大し、これに伴なって光起電流Ｉｓが増
大し、ｌｓ＞１ｒｅｆの関係になると、光起電流１ｓと
基準電流１ｒｅｆとの差電流が基準電流源回路Ｊ１にお
けるトランジスタＱ４および抵抗Ｒ４に流れ、この差電
流に対応した電圧分だけゲート電圧が上昇して、制御用
トランジスタＱ２のドレインには、そのゲート電圧のＦ
社会に対応した増幅電流が流れる。このためバイアス設
定用抵抗Ｒ２で規定されるバイアス電流１ｂは、上記の
増幅電流分だけ１．ＩＩ Ｉｊ用トランジスタＱ２側に
流れ、駆動用トランジスタＱ１のベースバイアス電流は
その分だ・Ｊ減少する。而して駆動用トランジスタＱ１
は、制御用トランジスタＱ２の反転増幅電流により駆動
され、その電流増幅率が低下してレーザダイオードＬｒ
）の順方向電流Ｉｆの値を、低下させる。
大し、ｌｓ＞１ｒｅｆの関係になると、光起電流１ｓと
基準電流１ｒｅｆとの差電流が基準電流源回路Ｊ１にお
けるトランジスタＱ４および抵抗Ｒ４に流れ、この差電
流に対応した電圧分だけゲート電圧が上昇して、制御用
トランジスタＱ２のドレインには、そのゲート電圧のＦ
社会に対応した増幅電流が流れる。このためバイアス設
定用抵抗Ｒ２で規定されるバイアス電流１ｂは、上記の
増幅電流分だけ１．ＩＩ Ｉｊ用トランジスタＱ２側に
流れ、駆動用トランジスタＱ１のベースバイアス電流は
その分だ・Ｊ減少する。而して駆動用トランジスタＱ１
は、制御用トランジスタＱ２の反転増幅電流により駆動
され、その電流増幅率が低下してレーザダイオードＬｒ
）の順方向電流Ｉｆの値を、低下させる。
温度特性が考慮されないときは、上記のようなフィード
バック作用により、レーザダイオードＬＤの光出力ｐｏ
は、フォトダイオードＰ Ｉ）の光起電流ｉｓが、基準
電流１ｒｅｆと等しくなるような出力レベルに制御され
る。
バック作用により、レーザダイオードＬＤの光出力ｐｏ
は、フォトダイオードＰ Ｉ）の光起電流ｉｓが、基準
電流１ｒｅｆと等しくなるような出力レベルに制御され
る。
次に、レーザダイオードＬｒ）の光出力ｐｏの温度係数
を補償するための、基準電流Ｉｒｅｆの温度係数の設定
について述べる。
を補償するための、基準電流Ｉｒｅｆの温度係数の設定
について述べる。
第４図は、適用されるレーザダイオードＩＩ）について
、基準電流１ｒｅｆを変数としたときの光出力ｐｏの温
度特性の測定例を示す。
、基準電流１ｒｅｆを変数としたときの光出力ｐｏの温
度特性の測定例を示す。
この温度特性から、温度依存性が考慮される場合の光出
力ｐｏの実験式は次式で表わすことができる。
力ｐｏの実験式は次式で表わすことができる。
ＰＯ＝Ｙｏ （１＋ａ−ΔＴ）Ｉｒｅｆ＋β・＜２）
γ０ ；変換係数（第４図の特性例では４゜６９ｍＷ／
ｍ△） α ；上記γ０の温度係数（同、−４９６ｐ ｐｍ／’
Ｃ） ΔＴ；常温（２５℃）からの温度差 （’Ｃ） β ：小光出力のときに変換効率が低下づることにより
発生するシフト環 （同、０．０７ｍＷ） 上記の各数値例は、周囲温度ｌａを０℃から５０℃まで
変化させたときの測定例から得られた値である。
γ０ ；変換係数（第４図の特性例では４゜６９ｍＷ／
ｍ△） α ；上記γ０の温度係数（同、−４９６ｐ ｐｍ／’
Ｃ） ΔＴ；常温（２５℃）からの温度差 （’Ｃ） β ：小光出力のときに変換効率が低下づることにより
発生するシフト環 （同、０．０７ｍＷ） 上記の各数値例は、周囲温度ｌａを０℃から５０℃まで
変化させたときの測定例から得られた値である。
第４図の特性に示すように基準電流１ｒｅｆを一定とし
たとき、光出力ＰＯは温度とともに低下する。つまり光
出力ｐｏは負の温度係数（例えばα−−／１９６ｐｌ’
）ｍ／”Ｃ）を有している。
たとき、光出力ＰＯは温度とともに低下する。つまり光
出力ｐｏは負の温度係数（例えばα−−／１９６ｐｌ’
）ｍ／”Ｃ）を有している。
而して、この光出力ｐｏの負の温度係数αを補償するた
めには、基準電流１ｒｅｆに、これと逆符号で、且つ当
該光出力ＰＯの温度係数と対応した係数値を有せしめる
ことで解決することができる。
めには、基準電流１ｒｅｆに、これと逆符号で、且つ当
該光出力ＰＯの温度係数と対応した係数値を有せしめる
ことで解決することができる。
即ち、温度係数を考慮したときの基準電流１ｒｅｆは、
１ｒｅｆ＝ｌｒｅｆＯ（１＋αｉ −ΔＴ ）−（３）
ｌｒｅｆｏ：常温（２５℃）における基準電流 αｉ；基準電流の温度係数 上記（３）式を、前記〈２）式に代入するとｐｏ−γｏ
・ＩｒｅｆＯ（１＋ （α」−αｉ）・ΔＴ十α・
α１・ΔＴ２）＋β・・・（４）となる。ここで基準電
流の温度係数αｉを、変換係数の温度係数（光出力ｐｏ
の温度係数）αに対し次の（５）式で示すように逆符号
で、その値を等しくし、且つαｉ・αを極めて小さく設
定すればαｉ−−α α・α１（１・・・（５）ｔｔ
ｌ記（４）式は、次のように表わすことができる。
ｌｒｅｆｏ：常温（２５℃）における基準電流 αｉ；基準電流の温度係数 上記（３）式を、前記〈２）式に代入するとｐｏ−γｏ
・ＩｒｅｆＯ（１＋ （α」−αｉ）・ΔＴ十α・
α１・ΔＴ２）＋β・・・（４）となる。ここで基準電
流の温度係数αｉを、変換係数の温度係数（光出力ｐｏ
の温度係数）αに対し次の（５）式で示すように逆符号
で、その値を等しくし、且つαｉ・αを極めて小さく設
定すればαｉ−−α α・α１（１・・・（５）ｔｔ
ｌ記（４）式は、次のように表わすことができる。
ｐｏ−γｏ−１ｒｅｆＯ＋β ・（ｉｆ）つ
まり、（５）式からＭｔｎ電流の温度係数αｉ＝＋４９
６ ｐｒ）ｍ／’Ｃに設定されれば、α・αｉ（１も満
たされて、光出力ＰＯは（６）式で示すように、基準電
流の温度特性により補償されて温度依存性を有しないこ
とになる。
まり、（５）式からＭｔｎ電流の温度係数αｉ＝＋４９
６ ｐｒ）ｍ／’Ｃに設定されれば、α・αｉ（１も満
たされて、光出力ＰＯは（６）式で示すように、基準電
流の温度特性により補償されて温度依存性を有しないこ
とになる。
この発明では、基準電流１ｒｅｆに上記のαｉで示すよ
うな温度係数を有せしめる手段として、前）本のように
ＭｔｌＫ電流源回路、」１をツェナーダイオードＺ［）
を含む回路で構成し、このツェナーダイオード７１’）
のツェナー電圧■ｚの温度係数αＺを利用するようにし
ている。
うな温度係数を有せしめる手段として、前）本のように
ＭｔｌＫ電流源回路、」１をツェナーダイオードＺ［）
を含む回路で構成し、このツェナーダイオード７１’）
のツェナー電圧■ｚの温度係数αＺを利用するようにし
ている。
ツェナーダイオードＺＤとして、ツェナー電圧ＶＺの温
度係数αＺが、正の温度係数で且つ所要係数値を有する
ものを選ぶと、前記（１）式から基準電流１ｒｅｆにも
、これに対応した温度係数を与えることができる。
度係数αＺが、正の温度係数で且つ所要係数値を有する
ものを選ぶと、前記（１）式から基準電流１ｒｅｆにも
、これに対応した温度係数を与えることができる。
前記（１）式から、ツェナー電バの温度係数α２と、基
準電流の温度係数αｉは、次式により関係づけられる。
準電流の温度係数αｉは、次式により関係づけられる。
α ｉ −α Ｚ −Ｒ７／ （Ｒ６−ト Ｒ７）
・・・（７）前記の各数値例に対応させ
ると、ツェナー電圧の温度係数αＺとして＋６００ｐｒ
）ｍ／’Ｃ程度のものを選び、上記（７）式から抵抗Ｒ
６、Ｒ７の多値を適宜に調節することにより、基準電流
の温度係数α１を、前記（５）式の関係を満たすように
調整することができる。
・・・（７）前記の各数値例に対応させ
ると、ツェナー電圧の温度係数αＺとして＋６００ｐｒ
）ｍ／’Ｃ程度のものを選び、上記（７）式から抵抗Ｒ
６、Ｒ７の多値を適宜に調節することにより、基準電流
の温度係数α１を、前記（５）式の関係を満たすように
調整することができる。
次いで第５図には、この発明の他の実施例を示す。この
実施例は、基準電流源回路Ｊ２に設定される基準電流１
ｒｅｆを、２種の異なった第１、第２の基準電流値ｒｒ
ｅｆＩ、ｆｒｅｆ２に切換設定できるようにしたもので
ある。
実施例は、基準電流源回路Ｊ２に設定される基準電流１
ｒｅｆを、２種の異なった第１、第２の基準電流値ｒｒ
ｅｆＩ、ｆｒｅｆ２に切換設定できるようにしたもので
ある。
当該レーザダイオードの光出力の温度特性補償回路を、
例えば光デイスク装置のレーザ光源に適用する場合、光
出力ｐｏは、リードパワーと、ライトパワーとで２段階
の異なった出力値に安定に制御する必要がある。この実
施例は、このような場合に適用するのに極めて好適な回
路である。
例えば光デイスク装置のレーザ光源に適用する場合、光
出力ｐｏは、リードパワーと、ライトパワーとで２段階
の異なった出力値に安定に制御する必要がある。この実
施例は、このような場合に適用するのに極めて好適な回
路である。
構成を述べると基準電流源回路Ｊ２は、オベアー １
Ｇ − ンプＡと、このオペアンプへの入力側にツェナーダイオ
ードＺＤを含む入力電圧設定用回路が配設されている点
は、前記第２図の回路と同様である。
Ｇ − ンプＡと、このオペアンプへの入力側にツェナーダイオ
ードＺＤを含む入力電圧設定用回路が配設されている点
は、前記第２図の回路と同様である。
そしてこの実施例ではオペアンプＡの出力側が、基準電
流１ ｒｅｆを２種に設定するために次のように構成さ
れている。
流１ ｒｅｆを２種に設定するために次のように構成さ
れている。
即ち、フォトダイオードＰＩ）のアノード端子４Ｃ側か
ら、それぞれ１対のトランジスタＱｅ 、Ｑ７、および
Ｑａ 、Ｑ９で構成された第１、第２の差動回路６ａ、
６ｂと、４個のトランジスタＱ＋。
ら、それぞれ１対のトランジスタＱｅ 、Ｑ７、および
Ｑａ 、Ｑ９で構成された第１、第２の差動回路６ａ、
６ｂと、４個のトランジスタＱ＋。
〜ＱＩ３からなるクロス結合回路７と、クロス結合回路
７における各トランジスタＱｌ＋、Ｑ１０のエミッタに
それぞれ接続された基準電流設定用の抵抗Ｒ９、ＲＩＧ
とで構成されている。
７における各トランジスタＱｌ＋、Ｑ１０のエミッタに
それぞれ接続された基準電流設定用の抵抗Ｒ９、ＲＩＧ
とで構成されている。
第１、第２の差動回路６ａ、６ｂにより、基準電流１ｒ
ｅｆを２種の値に切換えるための切換スイッチが構成さ
れ、第１の差動回路６ａにおけるトランジスタＱ６のベ
ースと、第２０差動回路６ｂにおけるトランジスタＱ９
のベースには、制御電圧入力端子８から切換制御用電圧
Ｖｃが加えられる。一方、第１の差動回路６ａにおける
トランジスタＱ７のベースと、第２０差動回路６ｂにお
けるトランジスタＱ８のベースには基準電圧（図の例で
は接地電位）ｖｒｅｆが加えられる。
ｅｆを２種の値に切換えるための切換スイッチが構成さ
れ、第１の差動回路６ａにおけるトランジスタＱ６のベ
ースと、第２０差動回路６ｂにおけるトランジスタＱ９
のベースには、制御電圧入力端子８から切換制御用電圧
Ｖｃが加えられる。一方、第１の差動回路６ａにおける
トランジスタＱ７のベースと、第２０差動回路６ｂにお
けるトランジスタＱ８のベースには基準電圧（図の例で
は接地電位）ｖｒｅｆが加えられる。
そして切換ｆ、ＩＩ御用電圧用電圧、基準電流Ｖｒｅｆ
との関係が、Ｖｃ＞Ｖｒｅｆ’のとき、第１の差動回路
６ａにおけるトランジスタＱ６がオンに転じ、フォトダ
イオードＰＤのアノード端子１１Ｇが、り日ス結合回路
７にお＋ＪるトランジスタＱｓ。
との関係が、Ｖｃ＞Ｖｒｅｆ’のとき、第１の差動回路
６ａにおけるトランジスタＱ６がオンに転じ、フォトダ
イオードＰＤのアノード端子１１Ｇが、り日ス結合回路
７にお＋ＪるトランジスタＱｓ。
のコレクタに通じる。トランジスタＱ＋ｏにはオペアン
プＡの出力電圧Ｖｏがベースバイアス電圧として加えら
れ、またトランジスタＱｕには、第２の基準電流側のト
ランジスタＱＩ２のベース・エミッタを介して同じくオ
ペアンプへの出力電圧Ｖ。
プＡの出力電圧Ｖｏがベースバイアス電圧として加えら
れ、またトランジスタＱｕには、第２の基準電流側のト
ランジスタＱＩ２のベース・エミッタを介して同じくオ
ペアンプへの出力電圧Ｖ。
がベースバイアス電圧として加えられる。この結果第１
の基準電流側の２個のトランジスタ（１＋ｏ、Ｑｕがオ
ンに転じて基準電流１ｒｅｆは、第１の基準電流値１ｒ
ｅｆｌ に設定される。
の基準電流側の２個のトランジスタ（１＋ｏ、Ｑｕがオ
ンに転じて基準電流１ｒｅｆは、第１の基準電流値１ｒ
ｅｆｌ に設定される。
一方、ＶＣ＜ｖｒｅｆでは、第２の差動回路６ｂにおけ
るトランジスタＱ８がオンに転じ、フォトダイオードＰ
Ｉ’）のアノード端子１１ｃは、クロス結合回路７にお
けるトランジスタＱＩ２のコレクタに通じる。トランジ
スタＱ１２にはオペアンプＡの出力電圧Ｖｏがベースバ
イアス電圧として加えられ、またトランジスタＱＩ３に
は第１の基準電流側のトランジスタＱ＋ｏのベース・エ
ミッタを介して同じくオペアンプＡの出力電圧Ｖｏがベ
ースバイアス電圧として加えられる。この結束第２の基
準電流側の２個のトランジスタＱ１２、Ｑｌ３がオンに
転じて基準電流１ｒｅｆは、第２の基準電流値Ｉｒｅｆ
２に切換設定される。
るトランジスタＱ８がオンに転じ、フォトダイオードＰ
Ｉ’）のアノード端子１１ｃは、クロス結合回路７にお
けるトランジスタＱＩ２のコレクタに通じる。トランジ
スタＱ１２にはオペアンプＡの出力電圧Ｖｏがベースバ
イアス電圧として加えられ、またトランジスタＱＩ３に
は第１の基準電流側のトランジスタＱ＋ｏのベース・エ
ミッタを介して同じくオペアンプＡの出力電圧Ｖｏがベ
ースバイアス電圧として加えられる。この結束第２の基
準電流側の２個のトランジスタＱ１２、Ｑｌ３がオンに
転じて基準電流１ｒｅｆは、第２の基準電流値Ｉｒｅｆ
２に切換設定される。
而してトランジスタＱｕと第１の基準電流設定用の抵抗
Ｒ９との接続点の電圧Ｖｌ １およびトランジスタＱ１
３と第２の基準電流設定用の抵抗Ｒ＋。
Ｒ９との接続点の電圧Ｖｌ １およびトランジスタＱ１
３と第２の基準電流設定用の抵抗Ｒ＋。
との接続点の電圧Ｖ２は、ともにオペアンプＡの入力電
圧Ｖｉに等しくなるので、上記のように切換設定される
２種の基準電流値［ｒｅｆｌ 、および１ｒｅｆ２は、
前記（１）式とほぼ同様に次式により規定される。
圧Ｖｉに等しくなるので、上記のように切換設定される
２種の基準電流値［ｒｅｆｌ 、および１ｒｅｆ２は、
前記（１）式とほぼ同様に次式により規定される。
Ｉ ｒｅｆ＋ ＝ＶＺ−Ｒ７／Ｒ９（Ｒｅ ＋Ｒ７）・
・・（８） ｌｒｅｆ２ ＝Ｖｚ −Ｒｙ ／Ｒｈｏ （Ｒ
ａ ＋Ｒ７）・・・（９） 上記基準電流源回路Ｊ２の部分以外の構成、設定される
第１、第２のの基準！１１ｒｅｆ１．１ｒｅｆ２の温度
特性により、レーザダイオードＬＤの光出力の温度特性
が補償される作用、および両基準電流１ｒｅｆ１．１ｒ
ｅｆ２の温度係数が前記（７）式からツェナーダイオー
ドのツェナー電１丁ＶＺの温度係数α２により所要値に
設定される点等は、前記一実施例の場合とほぼ同様であ
る。
・・（８） ｌｒｅｆ２ ＝Ｖｚ −Ｒｙ ／Ｒｈｏ （Ｒ
ａ ＋Ｒ７）・・・（９） 上記基準電流源回路Ｊ２の部分以外の構成、設定される
第１、第２のの基準！１１ｒｅｆ１．１ｒｅｆ２の温度
特性により、レーザダイオードＬＤの光出力の温度特性
が補償される作用、および両基準電流１ｒｅｆ１．１ｒ
ｅｆ２の温度係数が前記（７）式からツェナーダイオー
ドのツェナー電１丁ＶＺの温度係数α２により所要値に
設定される点等は、前記一実施例の場合とほぼ同様であ
る。
而してこの実施例によれば、レーザダイオードの光出力
を、温度依存性を有することなく、２種の出力レベルに
極めて安定にυ！御することができる。
を、温度依存性を有することなく、２種の出力レベルに
極めて安定にυ！御することができる。
［発明の効果］
以上説明したようにこの発明によれば、レーザダイオー
ドの光出力をモニターするフォトダイオードの出力回路
に、設定される基準電流の温度係数が上記光出力の温度
係数とは逆符号で、且つ該光出力の温度係数と対応した
係数値を有する基準電流源を接続し、さらにこの基準電
流源に設定される基準電流とフォトダイオードの光起電
流との差電流を反転増幅し、その増幅出力をレーザダイ
オードの順方向電流回路にフィードバックして、当該レ
ーザダイオードの光出力を基準電流に対応した出力レベ
ルに制御するようにしたので、レーザダイオードに温度
変化が生じても、レーザダイオードの光出力を安定に所
定の出力値に制御することができるという利点が得られ
る。
ドの光出力をモニターするフォトダイオードの出力回路
に、設定される基準電流の温度係数が上記光出力の温度
係数とは逆符号で、且つ該光出力の温度係数と対応した
係数値を有する基準電流源を接続し、さらにこの基準電
流源に設定される基準電流とフォトダイオードの光起電
流との差電流を反転増幅し、その増幅出力をレーザダイ
オードの順方向電流回路にフィードバックして、当該レ
ーザダイオードの光出力を基準電流に対応した出力レベ
ルに制御するようにしたので、レーザダイオードに温度
変化が生じても、レーザダイオードの光出力を安定に所
定の出力値に制御することができるという利点が得られ
る。
第１図はこの発明に係わるレーザダイオードの光出力の
温度特性補償回路の基本的構成を示す回路図、第２図は
この発明の一実施例を示す回路図、第３図は同上実施例
に使用されるレーザダイオードの順方向電流と光出力と
の関係、および光出力とフォトダイオードのモニタ電流
との関係を示す特性図、第４図は同上レーザダイオード
の光出力の温度特性を示す特性図、第５図はこの発明の
他の実施例を示す回路図である。 １・・・基準電流源、 ２・・・反転増幅手段、 ３・・・順方向電流回路、 Ａ・・・オペアンプ、 Ｄ・・・ダイオード、 Ｊ＋ 、Ｊ２・・・基準電流源回路、 Ｌｒ）・・・レーザダイオード、 ＰＩ）・・・フォトダイオード、 Ｑｌ・・・制御用トランジスタ、 Ｑ２・・・駆動用トランジスタ、 ７ｒ）・・・ツェナーダイオード。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 弁理士 大 胡 麹 夫第１図 （Ｂ） ＋ｓ（−１ｒｅｆ） ←モニタｔ ｔ （ｍＡ） 第３ （Ａ） Ｉｆ’ Ｉｆ ４負５ｆ６Ｉ ｔ ：Ｌ （ｍＡ ） →χ
温度特性補償回路の基本的構成を示す回路図、第２図は
この発明の一実施例を示す回路図、第３図は同上実施例
に使用されるレーザダイオードの順方向電流と光出力と
の関係、および光出力とフォトダイオードのモニタ電流
との関係を示す特性図、第４図は同上レーザダイオード
の光出力の温度特性を示す特性図、第５図はこの発明の
他の実施例を示す回路図である。 １・・・基準電流源、 ２・・・反転増幅手段、 ３・・・順方向電流回路、 Ａ・・・オペアンプ、 Ｄ・・・ダイオード、 Ｊ＋ 、Ｊ２・・・基準電流源回路、 Ｌｒ）・・・レーザダイオード、 ＰＩ）・・・フォトダイオード、 Ｑｌ・・・制御用トランジスタ、 Ｑ２・・・駆動用トランジスタ、 ７ｒ）・・・ツェナーダイオード。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 弁理士 大 胡 麹 夫第１図 （Ｂ） ＋ｓ（−１ｒｅｆ） ←モニタｔ ｔ （ｍＡ） 第３ （Ａ） Ｉｆ’ Ｉｆ ４負５ｆ６Ｉ ｔ ：Ｌ （ｍＡ ） →χ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 レーザダイオードに順方向電流を供給する順方向電流回
路と、 前記順方向電流によりレーザダイオードから出力される
光出力をモニターし、該光出力のレベルに対応した値の
光起電流を出力するフォトダイオードと、 該フォトダイオードの出力回路に接続され、設定される
基準電流の温度係数が、前記光出力の温度係数とは逆符
号で且つ該光出力の温度係数と対応した値を有する基準
電流源と、 前記フォトダイオードの光起電流と前記基準電流源に設
定される基準電流との差電流を反転増幅し、その反転増
幅出力を前記順方向電流回路にフィードバックして、前
記光出力を前記基準電流に対応した出力レベルに制御す
る反転増幅手段とを有することを特徴とするレーザダイ
オードの光出力の温度特性補償回路。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60204417A JPS6265531A (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | レ−ザダイオ−ドの光出力の温度特性補償回路 |
| US06/897,051 US4819241A (en) | 1985-08-16 | 1986-08-15 | Laser diode driving circuit |
| KR1019860006763A KR910002238B1 (ko) | 1985-08-16 | 1986-08-16 | 레이저다이오드 구동회로 |
| EP86111421A EP0215311A3 (en) | 1985-08-16 | 1986-08-18 | Laser diode driving circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60204417A JPS6265531A (ja) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | レ−ザダイオ−ドの光出力の温度特性補償回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6265531A true JPS6265531A (ja) | 1987-03-24 |
Family
ID=16490194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60204417A Pending JPS6265531A (ja) | 1985-08-16 | 1985-09-18 | レ−ザダイオ−ドの光出力の温度特性補償回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6265531A (ja) |
-
1985
- 1985-09-18 JP JP60204417A patent/JPS6265531A/ja active Pending
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