DE3045545A1

DE3045545A1 - Verfahren zum regeln des ausgangssignals eines halbleiterlasers

Info

Publication number: DE3045545A1
Application number: DE19803045545
Authority: DE
Inventors: Klaus Ing.(grad.) 7153 Weissach im Tal Krull; Theodor Dipl.-Ing. 7150 Backnang Wiesmann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1980-12-03
Filing date: 1980-12-03
Publication date: 1982-06-03
Also published as: DE3045545C2

Description

Verfahren zum Regeln des Ausgangssignals eines
Halbleiterlasers Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln des Ansgangssignals eines Halbleiterlasers.
Aufgrund von temperatureinflüssen und Alterung ändert ein Halbleiterlaser sein Ausgangssignal. D.h. es ändert sich die Laserkennlinie, welche die Abhängigkeit de optischen Leistung Popt vom Laserstrom I darstellt (vgl. Fig. 1), bezüglich ihres Schwellstromes Is und ihrer Steigung. dabei bewirkt vor allem eine Temperaturerhöhung eine Verschiebung des Schwellstroms zu höheren Werten hin, wie die strichlierte Kennlinie in Fig. 1 zeigt, und durch Alterung verändert sich insbesondere die Kennliniesteigung, wie die strichpunktierte Kennlinie in Fig. 1 verdeutlicht.
Um Auswirkungen von Kennlini enänderungen auf das Ausgangssignal des Halbleiterlasers zu vermeiden, ist eine Regelung des Laserst.roms notwendig. Bisher wurde dazu der Vorstrom für den Halbleiterlaser geregelt, womit bei einer Werschiebung de Schwellstroms die Ausgangsleistung auf einen konstanten Wert gehalten werden kann. Mit der Regelung des Vorstroms kann aber nicht eine Anderung der Kennliniensteigung ausgeglichen werden, die zu einer Verlinderung des Modulationsgrades des Laserausgangssignals führt. Eine Veränderung des Modulationsgrades ist bei eider Ubertragung von digitalen Signalen nicht so kritisch In nellerer -Zeit sind die Halbleiterlaser so verbessert worden dass auch ein Betrieb mit analoger Modulation möglich ist,- wodurch sich die Übertragung von analogen Fernsehnd Rundfunktionsignalen über Lichtwellenleitersysteme anbietet. Gerade bei Analogmodulation nun ist es erforderlich, .len Modulationsgrad möglichst konstant zu halten.
Dahp.i' liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für die Regelung des AusgangssignaLs eines Halb-Leiterlasers anzugeben, das es ermöglicht, trotz Steilheitsänderungen der Laserkennlinie den Modulationsgrad -les Ausgangssignals konstant zu haltern.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Modulationsstrom des Halbleiterlasers mit Hilfe eines Signals geregelt wird, das durch den Vergleich zwischen dem Spitzenwert des elektrischen-Eingangssignals und dem Spitzenwert des vom optischen Ausgangssignal des Halbleiterlasers abgeleiteten elektrischen Signals gebildet wird.
Bine Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses Verfdhrens besteht darin, dass dem Halbleiterlaser ein Regelverstärker vorgeschaltet ist, den in seiner Verstärkung das Ausgangssignal eines Differenzverstärkers regelt, (lessen einem Eingang über einen Spitzenwertgleichrichtei das Eingangssignal vor dem Regelverstärker und dessen anderem Eingang ebenfalls über einen Spitzenwertgleichrichter das Ausgangssignal eines opto-elektrischen Wandlers, der das optische Signal des Halbleiterlasers in ein elektrisches Signal umwandelt, zugeführt ist. Eine zweckmässige Ausfüh--rung eines Spitzenwertgleichrichters besteht darin, <1 ass eine Diade jeweils im an einen der beiden Differenzverstärkereingänge angeschlossenen Signatweg liegt und ei Kondensator einerseits mit dem Differentverstä@kereingang und andererseits mit Masse verbunden ist.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird nun die Erfindung näher erläutert.
Die Fig. 1 zeigt Laserkennlinien und die Fig. 2 stellt eine Schaltung zur Regelung des Ausgangssignals eines Halbieiterlasers dar.
Die in der Fig. 1 dargestellten Kennlinienveränderungen aufgrund von Temperatureinflüssen und Alterung wurde ereits in der Einleitung näher erörtert.
Im folgenden soll die in der Fig. 2 gezeigte Schaltungsanordnung beschrieben werden. Es handelt sich hierbei i einen Sender, der ein elektrisches Eingangssignal S über eine Laserdiode LD in ein optisches Signal umwandelt und dieses in einen Lichtwellenleiter LWL einer Übertragungsstrekke einspeist. Das Eingangssignal S wird über einen Vorverstärker Vi und einen regelbaren Endverstärker V2 der Laserdiode LD zugeführt. der Modulationsstrom im für die Laserdiode wird über die Verstärkung des Endverstärkers V2 so geregelt, dass das optische Ausgangssignal unbeeinflusst bleibt von einer Kennlinienänderung der Laserdiode. Durch die Regelung des Modulationsstroms ist es möglich, trotz Steigungsänderungen der Laserkennlinie den Modulations- grad des optischen Ausgangssignals konstant zu halten. Zur Regelung der Verstärkung des Endverstärkers ist an dessen Regeleingang der Ausgang eines Differenzverstärkers V3 angeschlossen. -Eit eingang dieses Differenzverstärkers ist über einen Kondensator C an Masse gelegt und über eine Diode D mit dem Eingangssignal des regelbaren Endverstärkers verbunden. Dem anderen Eingang, der ebenfalls über einen Kondensator C an Masse liegt, ist über eine Diode D ein dem optischen Ausgangssignal der Laserdiode proportionales elektrisches Signal zugeführt. Die Umwandlung des optisciin Signals der Laserdiode LD in ein elektrisches Signal geschieht niittels einer Fotodiode FD.
Der Differenzverstärker V3 erzeugt also für den Modulationsstrom im eine Regelgrösse in Abhängigkeit von der Abwei chung des elektrischen Eingangssignal vor dem Regelverstärker V2 von dem Ausgangssignal der Laserdiode LD. Dat)ei 'vergleicht der Differenzverstärker die Spitzenwerte der beiden Signale. Die Spitzenwerte aus den beiden Signalen es mitteln die an beide Eingänge des Differenzverstärkers gescha L teten Spitzenwertgleichrichter, bestehend aus der Diode D und dem Kondensator C.
Hat z.B. der Spitzenwert des Laserausgangssignals aufgrund einer verringen ten Kennliniensteilheit abgenommen, so nimmt die Differenz zum Spitzenwert des elektrischen Eingangssignals S zu, und dementsprechend wird der Modulationsstrom im für die Laserdiode verstärkt, was wiederum einen Anstieg des Laserausgangssignals zur Folge hat.
Neben der Regelung für den Modulationsstrom i ist auch m noch eine Regelung für den Vorstrom Io der Laserdiode vorgesehen. Eine Schaltung zur Vorstromregelung ist in die Schaltungsanordnung nach Fig. 2 nicht mit aufgenommen worden.

Claims

Patent ansprüche Verfahren zum Regeln des Ausgangssignals eines Halbleiterlasers, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulationsstrom (im) des Halbleiterlasers (LD) mit Hilfe eines Signals geregelt wird, das durch den Vergleich zwischen dem Spitzenwert des elektrischen Eingangssignals (S) und dem Spitzenwert des vom optischen Ausgangssignal des Halbleiterlasers abgeleiteten elektä rischen Signals gebildet ird.
2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Halbleiterlaser (LD) ein Regelverstärker (V2) vorgeschaltet ist, den in seiner Verstärkung das Ausgangssignal eines Differenzverstärkers (V3) regelt, dessen einem Eingang über einen Spitzenwertgleichrichter das Eingangssignal vor dem Regelverstärker und dessen anderem Eingang ebenfalls über einen Spitzenwertgleichrichter das Ausgangssignal eines opto-elektrischen Wandlers (FD), der das optische Signal des Halblei- terlasers in ein elektrisches Signal umwandelt, zugeführt ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitzenwertgleichrichter jeweils aus einer Diode (D), die im an einen der beiden Differenzverstärkereingänge angeschlossenen Signalweg liegt, und einen Kondensator (C) bestehen, der einerseits mit einem Differenzverstärkereingang und andererseits mit Masse verbunden ist.