JP2840275B2 - 半導体レーザ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザプリンタ，光ディスク装置，光通信装
置等で光源として用いられる半導体レーザの光出力を制
御する半導体レーザ制御装置に関する。

〔従来の技術〕

半導体レーザは極めて小型であって、かつ駆動電流に
より高速に直接変調を行うことができるので、近年光デ
ィスク装置，レーザプリンタ等の光源として広く使用さ
れている。

しかしながら、半導体レーザの駆動電流・光出力特性
は温度により著しく変化し、これは半導体レーザの光強
度を所望の値に設定しようとする場合に問題となる。こ
の問題を解決して半導体レーザの利点を活かす為にさま
ざまなAPC（Automatic Power Control）回路が提案され
ている。

このAPC回路は次の３つの方式に分けられる。

（１）半導体レーザの光出力を受光素子によりモニター
し、この受光素子に発生する受光電流（半導体レーザの
光出力に比例する）に比例する信号と，発光レベル指令
信号とが等しくなるように常時半導体レーザの順方向電
流を制御する光・電気負帰還ループを設け、この光・電
気負帰還ループにより半導体レーザの光出力を所望の値
に制御する方式。

（２）パワー設定期間には半導体レーザの光出力を受光
素子によりモニターしてこの受光素子に発生する受光電
流（半導体レーザの光出力に比例する）に比例する信号
と，発光レベル指令信号とが等しくなるように半導体レ
ーザの順方向電流を制御し、パワー設定期間外にはパワ
ー設定期間で設定した半導体レーザの順方向電流の値を
保持することによって半導体レーザの光出力を所望の値
に制御する。そしてパワー設定期間外にはパワー設定期
間で設定した半導体レーザの順方向電流の値を基準とし
て半導体レーザの順方向電流を情報で変調することによ
り半導体レーザの光出力に情報を載せる方式。

（３）半導体レーザの温度を測定し、その測定した温度
によって半導体レーザの順方向電流を制御したり、又は
半導体レーザの温度を一定になるように制御したりして
半導体レーザの光出力を所望の値に制御する方式。

〔発明が解決しようとする課題〕

半導体レーザの光出力を所望の値とするためには
（１）の方式が望ましいが、受光素子の動作速度，光・
電気負帰還ループを構成している増幅素子の動作速度等
の限界により制御速度に限界が生ずる。例えばこの制御
速度の目安として光・電気負帰還ループの開ループでの
交叉周波数を考慮した場合この交叉周波数をf₀としたと
き半導体レーザの光出力のステップ応答特性は次のよう
に近似できる。

Pout＝P₀｛１−exp（−２πf₀t）｝ Pout:半導体レーザの光出力 P₀:半導体レーザの設定された光強度 t:時間 半導体レーザの多くの使用目的では半導体レーザの光
出力を変化させた直後から、設定された時間τ_０が経過
するまでの全光量（光出力の積分値∫Pout）が所定の値
となることが必要とされ、 となる。仮に、τ_０＝50ns,誤差の許容範囲を0.4％とし
た場合f₀＞800MHZとしなければならず、これは極めて困
難である。

また（２）の方式では（１）の方式の上記問題は発生
せず、半導体レーザを高速に変調することが可能である
ので、多く使用されている。しかしながらこの（２）の
方式では半導体レーザの光出力を常時制御しているわけ
ではないので、外乱等により容易に半導体レーザの光量
変動が生ずる。外乱としては例えば半導体レーザのドウ
ループ特性があり、半導体レーザの光量はこのドウルー
プ特性により容易に数％程度の誤差が生じてしまう。半
導体レーザのドウループ特性を抑制する試みとして、半
導体レーザの熱時定数に半導体レーザ駆動電流の周波数
特性を合わせ補償する方法などが提案されているが、半
導体レーザの熱時定数は各半導体レーザ毎に個別にバラ
ツキがあり、また半導体レーザの周囲環境により異なる
等の問題がある。

また光ディスク装置などにおいて問題とされる半導体
レーザの戻り光の影響による光量変動などの問題があ
る。

本発明は上記欠点を改善し、高速，高精度，高分解能
な半導体レーザ制御装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、被
駆動半導体レーザの光出力を受光部により検知してこの
受光部から得られる前記半導体レーザの光出力に比例し
た受光信号と発光レベル指令信号とが等しくなるように
前記半導体レーザの順方向電流を制御する光・電気負帰
還ループと、前記半導体レーザの光出力・順方向電流特
性及び前記受光部と前記半導体レーザとの結合係数，前
記受光部の光入力・受光信号特性に基づいて前記受光信
号と前記発光レベル指令信号とが等しくなるようにあら
かじめ設定された変換規則に従い前記発光レベル指令信
号を前記半導体レーザの順方向電流に変換する変換手段
と、前記光・電気負帰還ループの制御電流を検出する検
出手段と、この検出手段からの検出信号により前記発光
レベル指令信号が変化しても前記光・電気負帰還ループ
の制御電流が変化しないように前記変換規則を制御する
ことによって前記半導体レーザの光出力・順方向電流特
性の変動を補正する補正手段とを有し、前記光・電気負
帰還ループの制御電流と，前記変換手段により生成され
た電流との和または差の電流によって前記半導体レーザ
を制御する半導体レーザ制御装置において、前記変換手
段、前記検出手段及び前記補正手段として、前記発光レ
ベル指令信号をアナログ信号電圧として前記半導体レー
ザの光出力・順方向電流特性を直線に近似して前記発光
レベル指令信号に対応した電流に変換する変換手段と、
前記発光レベル指令信号が少なくとも２つ以上の異なる
レベルに設定された一定期間に前記半導体レーザを発光
させて前記光・電気負帰還ループの制御電流を検出する
検出手段と、この検出手段からの検出信号により前記一
定期間に前記半導体レーザの微分量子効率の変動を補正
するように前記変換手段の変換特性の傾きを制御し他の
期間には前記変換手段の変換特性の傾きを保持する補正
手段とを有するものである。

請求項２記載の発明は、被駆動半導体レーザの光出力
を受光部により検知してこの受光部から得られる前記半
導体レーザの光出力に比例した受光信号と発光レベル指
令信号とが等しくなるように前記半導体レーザの順方向
電流を制御する光・電気負帰還ループと、前記半導体レ
ーザの光出力・順方向電流特性及び前記受光部と前記半
導体レーザとの結合係数，前記受光部の光入力・受光信
号特性に基づいて前記受光信号と前記発光レベル指令信
号とが等しくなるようにあらかじめ設定された変換規則
に従い前記発光レベル指令信号を前記半導体レーザの順
方向電流に変換する変換手段と、前記光・電気負帰還ル
ープの制御電流を検出する検出手段と、この検出手段か
らの検出信号により前記発光レベル指令信号が変化して
も前記光・電気負帰還ループの制御電流が変化しないよ
うに前記変換規則を制御することによって前記半導体レ
ーザの光出力・順方向電流特性の変動を補正する補正手
段とを有し、前記光・電気負帰還ループの制御電流と，
前記変換手段により生成された電流との和または差の電
流によって前記半導体レーザを制御する半導体レーザ制
御装置において、前記光・電気負帰還ループは、前記半
導体レーザの光出力を受光部により検知してこの受光部
から得られる前記半導体レーザの光出力に比例した受光
電流と，第１の発光レベル指令信号を電流に変換した発
光レベル指令信号電流とが等しくなるように前記半導体
レーザの順方向電流を制御する第１の光・電気負帰還ル
ープと、前記受光電流に比例する電圧と前記発光レベル
指令信号とが等しくなるように前記第１の発光レベル指
令信号を制御する第２の光・電気負帰還ループとにより
構成し、前記変換手段、前記検出手段及び前記補正手段
として、前記発光レベル指令信号をアナログ信号電圧と
して前記半導体レーザの光出力・順方向電流特性を直線
に近似して前記発光レベル指令信号に対応した電流に変
換する変換手段と、前記発光レベル指令信号が少なくと
も２つ以上の異なるレベルに設定された一定期間に前記
半導体レーザを発光させて前記第１の光・電気負帰還ル
ープの制御電流を検出する検出手段と、この検出手段か
らの検出信号により前記一定期間に前記半導体レーザの
微分量子効率の変動を補正するように前記変換手段の変
換特性の傾きを制御し他の期間には前記変換手段の変換
特性の傾きを保持する補正手段とを有するものである。

請求項３記載の発明は、被駆動半導体レーザの光出力
を受光部により検知してこの受光部から得られる前記半
導体レーザの光出力に比例した受光信号と発光レベル指
令信号とが等しくなるように前記半導体レーザの順方向
電流を制御する光・電気負帰還ループと、前記半導体レ
ーザの光出力・順方向電流特性及び前記受光部と前記半
導体レーザとの結合係数，前記受光部の光入力・受光信
号特性に基づいて前記受光信号と前記発光レベル指令信
号とが等しくなるようにあらかじめ設定された変換規則
に従い前記発光レベル指令信号を前記半導体レーザの順
方向電流に変換する変換手段と、前記光・電気負帰還ル
ープの制御電流を検出する検出手段と、この検出手段か
らの検出信号により前記発光レベル指令信号が変化して
も前記光・電気負帰還ループの制御電流が変化しないよ
うに前記変換規則を制御することによって前記半導体レ
ーザの光出力・順方向電流特性の変動を補正する補正手
段とを有し、前記光・電気負帰還ループの制御電流と，
前記変換手段により生成された電流との和または差の電
流によって前記半導体レーザを制御する半導体レーザ制
御装置において、前記変換手段は、前記発光レベル指令
信号をアナログ信号電圧として前記半導体レーザの光出
力・順方向電流特性を直線に近似して前記発光レベル指
令信号に対応する電流に変換する手段と、スィッチング
信号により前記半導体レーザの順方向電流を設定された
電流値だけオン／オフするスィッチング手段とにより構
成し、かつ、前記検出手段及び前記補正手段として、前
記発光レベル指令信号が少なくとも２つ以上の異なるレ
ベルに設定された一定期間に前記半導体レーザを発光さ
せて前記光・電気負帰還ループの制御電流を検出する検
出手段と、この検出手段からの検出信号により前記一定
期間に前記半導体レーザの微分量子効率の変動を補正す
るように前記変換手段の変換特性の傾きを制御し他の期
間には前記変換手段の変換特性の傾きを保持する補正手
段とを有するものである。

請求項４記載の発明は、被駆動半導体レーザの光出力
を受光部により検知してこの受光部から得られる前記半
導体レーザの光出力に比例した受光信号と発光レベル指
令信号とが等しくなるように前記半導体レーザの順方向
電流を制御する光・電気負帰還ループと、前記半導体レ
ーザの光出力・順方向電流特性及び前記受光部と前記半
導体レーザとの結合係数，前記受光部の光入力・受光信
号特性に基づいて前記受光信号と前記発光レベル指令信
号とが等しくなるようにあらかじめ設定された変換規則
に従い前記発光レベル指令信号を前記半導体レーザと順
方向電流に変換する変換手段と、前記光・電気負帰還ル
ープの制御電流を検出する検出手段と、この検出手段か
らの検出信号により前記発光レベル指令信号が変化して
も前記光・電気負帰還ループの制御電流が変化しないよ
うに前記変換規則を制御することによって前記半導体レ
ーザの光出力・順方向電流特性の変動を補正する補正手
段とを有し、前記光・電気負帰還ループの制御電流と，
前記変換手段により生成された電流との和または差の電
流によって前記半導体レーザを制御する半導体レーザ制
御装置において、前記光・電気負帰還ループは、前記半
導体レーザの光出力を受光部により検知してこの受光部
から得られる前記半導体レーザの光出力に比例した受光
電流と，第１の発光レベル指令信号を電流に変換した発
光レベル指令信号電流とが等しくなるように前記半導体
レーザの順方向電流を制御する第１の光・電気負帰還ル
ープと、前記受光電流に比例する電圧と前記発光レベル
指令信号とが等しくなるように前記第１の発光レベル指
令信号を制御する第２の光・電気負帰還ループとにより
構成し、前記変換手段は、前記発光レベル指令信号をア
ナログ信号電圧として前記半導体レーザの光出力・順方
向電流特性を直線に近似して前記発光レベル指令信号に
対応する電流に変換する手段と、スィッチング信号によ
り前記半導体レーザの順方向電流を設定された電流値だ
けオン／オフするスィッチング手段とにより構成し、か
つ、前記検出手段及び前記補正手段として、前記発光レ
ベル指令信号が少なくとも２つ以上の異なるレベルに設
定された一定期間に前記半導体レーザを発光させて前記
光・電気負帰還ループの制御電流を検出する検出手段
と、この検出手段からの検出信号により前記一定期間に
前記半導体レーザの微分量子効率の変動を補正するよう
に前記変換手段の変換特性の傾きを制御し他の期間には
前記変換手段の変換特性の傾きを保持する補正手段とを
有するものである。

請求項５記載の発明は、被駆動半導体レーザの光出力
を受光部により検知してこの受光部から得られる前記半
導体レーザの光出力に比例した受光信号と発光レベル指
令信号とが等しくなるように前記半導体レーザの順方向
電流を制御する光・電気負帰還ループと、前記半導体レ
ーザの光出力・順方向電流特性及び前記受光部と前記半
導体レーザとの結合係数，前記受光部の光入力・受光信
号特性に基づいて前記受光信号と前記発光レベル指令信
号とが等しくなるようにあらかじめ設定された変換規則
に従い前記発光レベル指令信号を前記半導体レーザの順
方向電流に変換する変換手段と、前記光・電気負帰還ル
ープの制御電流を検出する検出手段と、この検出手段か
らの検出信号により前記発光レベル指令信号が変化して
も前記光・電気負帰還ループの制御電流が変化しないよ
うに前記変換規則を制御することによって前記半導体レ
ーザの光出力・順方向電流特性の変動を補正する補正手
段とを有し、前記光・電気負帰還ループの制御電流と，
前記変換手段により生成された電流との和または差の電
流によって前記半導体レーザを制御する半導体レーザ制
御装置において、前記変換手段は、前記発光レベル指令
信号をアナログ信号電圧として前記半導体レーザの光出
力・順方向電流特性を直線に近似して前記発光レベル指
令信号に対応する電流に変換する手段と、スィッチング
信号により前記半導体レーザの順方向電流を設定された
電流値だけオン／オフするスィッチング手段とにより構
成し、かつ、前記検出手段及び前記補正手段として、前
記発光レベル指令信号が一定のレベルの振幅に設定され
た一定期間に前記光・電気負帰還ループの制御電流の前
記発光レベル指令信号に対する位相と振幅とを検出する
検出手段と、この検出手段からの検出信号により前記一
定期間に前記光・電気負帰還ループの制御電流の絶対値
が最小になるように前記変換手段の変換特性の傾きを制
御し他の期間には前記変換手段の変換特性の傾きを保持
する補正手段とを有するものである。

請求項６記載の発明は、被駆動半導体レーザの光出力
を受光部により検知してこの受光部から得られる前記半
導体レーザの光出力に比例した受光信号と発光レベル指
令信号とが等しくなるように前記半導体レーザの順方向
電流を制御する光・電気負帰還ループと、前記半導体レ
ーザの光出力・順方向電流特性及び前記受光部と前記半
導体レーザとの結合係数，前記受光部の光入力・受光信
号特性に基づいて前記受光信号と前記発光レベル指令信
号とが等しくなるようにあらかじめ設定された変換規則
に従い前記発光レベル指令信号を前記半導体レーザの順
方向電流に変換する変換手段と、前記光・電気負帰還ル
ープの制御電流を検出する検出手段と、この検出手段か
らの検出信号により前記発光レベル指令信号が変化して
も前記光・電気負帰還ループの制御電流が変化しないよ
うに前記変換規則を制御することによって前記半導体レ
ーザの光出力・順方向電流特性の変動を補正する補正手
段とを有し、前記光・電気負帰還ループの制御電流と，
前記変換手段により生成された電流との和または差の電
流によって前記半導体レーザを制御する半導体レーザ制
御装置において、前記光・電気負帰還ループは、前記半
導体レーザの光出力を受光部により検知してこの受光部
から得られる前記半導体レーザの光出力に比例した受光
電流と、第１の発光レベル指令信号を電流に変換した発
光レベル指令信号電流とが等しくなるように前記半導体
レーザの順方向電流を制御する第１の光・電気負帰還ル
ープと、前記受光電流に比例する電圧と前記発光レベル
指令信号とが等しくなるように前記第１の発光レベル指
令信号を制御する第２の光・電気負帰還ループとにより
構成し、前記変換手段は、前記発光レベル指令信号をア
ナログ信号電圧として前記半導体レーザの光出力・順方
向電流特性を直線に近似して前記発光レベル指令信号に
対応する電流に変換する手段と、スィッチング信号によ
り前記半導体レーザの順方向電流を設定された電流値だ
けオン／オフするスィッチング手段とにより構成し、か
つ、前記検出手段及び前記補正手段として、前記発光レ
ベル指令信号が一定のレベルの振幅に設定された一定期
間に前記光・電気負帰還ループの制御電流の前記発光レ
ベル指令信号に対する位相と振幅とを検出する検出手段
と、この検出手段からの検出信号により前記一定期間に
前記光・電気負帰還ループの制御電流の絶対値が最小に
なるように前記変換手段の変換特性の傾きを制御し他の
期間には前記変換手段の変換特性の傾きを保持する補正
手段とを有するものである。

請求項７記載の発明は、被駆動半導体レーザの光出力
を受光部により検知してこの受光部から得られる前記半
導体レーザの光出力に比例した受光信号と発光レベル指
令信号とが等しくなるように前記半導体レーザの順方向
電流を制御する光・電気負帰還ループと、前記半導体レ
ーザの光出力・順方向電流特性及び前記受光部と前記半
導体レーザとの結合係数，前記受光部の光入力・受光信
号特性に基づいて前記受光信号と前記発光レベル指令信
号とが等しくなるようにあらかじめ設定された変換規則
に従い前記発光レベル指令信号を前記半導体レーザの順
方向電流に変換する変換手段と、前記光・電気負帰還ル
ープの制御電流を検出する検出手段と、この検出手段か
らの検出信号により前記発光レベル指令信号が変化して
も前記光・電気負帰還ループの制御電流が変化しないよ
うに前記変換規則を制御することによって前記半導体レ
ーザの光出力・順方向電流特性の変動を補正する補正手
段とを有し、前記光・電気負帰還ループの制御電流と，
前記変換手段により生成された電流との和または差の電
流によって前記半導体レーザを制御する半導体レーザ制
御装置において、前記変換手段は、前記発光レベル指令
信号をアナログ信号電圧として前記半導体レーザの光出
力・順方向電流特性を直線に近似して前記発光レベル指
令信号に対応する電流に変換する手段と、スィッチング
信号により前記半導体レーザの順方向電流を設定された
電流値だけオン／オフするスィッチング手段とにより構
成し、かつ、前記検出手段及び前記補正手段として、前
記発光レベル指令信号が一定レベルのオフセットを持つ
一定レベルの振幅でパルス変調された一定期間に前記光
・電気負帰還ループの制御電流を前記発光レベル指令信
号のピークとボトムのタイミングでサンプリングしこの
ピークとボトムに対応したサンプリング値の差電圧の絶
対値を最小にするように前記変換手段の変換係数を制御
し前記ボトムのタイミングに対応するサンプリング値と
前記発光レベル指令信号のボトム値に対応する電圧との
差電圧の絶対値を最小にするように前記スィッチング手
段の設定電流値を制御し他の期間には前記変換手段の変
換特性の傾き及び前記スィッチング手段の設定電流値を
保持する手段を有するものである。

請求項８記載の発明は、被駆動半導体レーザの光出力
を受光部により検知してこの受光部から得られる前記半
導体レーザの光出力に比例した受光信号と発光レベル指
令信号とが等しくなるように前記半導体レーザの順方向
電流を制御する光・電気負帰還ループと、前記半導体レ
ーザの光出力・順方向電流特性及び前記受光部と前記半
導体レーザとの結合係数，前記受光部の光入力・受光信
号特性に基づいて前記受光信号と前記発光レベル指令信
号とが等しくなるようにあらかじめ設定された変換規則
に従い前記発光レベル指令信号を前記半導体レーザの順
方向電流に変換する変換手段と、前記光・電気負帰還ル
ープの制御電流を検出する検出手段と、この検出手段か
らの検出信号により前記発光レベル指令信号が変化して
も前記光・電気負帰還ループの制御電流が変化しないよ
うに前記変換規則を制御することによって前記半導体レ
ーザの光出力・順方向電流特性の変動を補正する補正手
段とを有し、前記光・電気負帰還ループの制御電流と，
前記変換手段により生成された電流との和または差の電
流によって前記半導体レーザを制御する半導体レーザ制
御装置において、前記光・電気負帰還ループは、前記半
導体レーザの光出力を受光部により検知してこの受光部
から得られる前記半導体レーザの光出力に比例した受光
電流と，第１の発光レベル指令信号を電流に変換した発
光レベル指令信号電流とが等しくなるように前記半導体
レーザの順方向電流を制御する第１の光・電気負帰還ル
ープと、前記受光電流に比例する電圧と前記発光レベル
指令信号とが等しくなるように前記第１の発光レベル指
令信号を制御する第２の光・電気負帰還ループとにより
構成し、前記変換手段は、前記発光レベル指令信号をア
ナログ信号電圧として前記半導体レーザの光出力・順方
向電流特性を直線に近似して前記発光レベル指令信号に
対応する電流に変換する手段と、スィッチング信号によ
り前記半導体レーザの順方向電流を設定された電流値だ
けオン／オフするスィッチング手段とにより構成し、か
つ、前記検出手段及び前記補正手段として、前記発光レ
ベル指令信号が一定レベルのオフセットを持つ一定レベ
ルの振幅でパルス変調された一定期間に前記光・電気負
帰還ループの制御電流を前記発光レベル指令信号のピー
クとボトムのタイミングでサンプリングしこのピークと
ボトムに対応したサンプリング値の差電圧の絶対値を最
小にするように前記変換手段の変換係数を制御し前記ボ
トムのタイミングに対応するサンプリング値と前記発光
レベル指令信号のボトム値に対応する電圧との差電圧の
絶対値を最小にするように前記スィッチング手段の設定
電流値を制御し他の期間には前記変換手段の変換特性の
傾き及び前記スィッチング手段の設定電流値を保持する
手段を有するものである。

〔作 用〕

請求項１記載の発明では、光・電気負帰還ループは被
駆動半導体レーザの光出力を受光部により検知してこの
受光部から得られる前記半導体レーザの光出力に比例し
た受光信号と発光レベル指令信号とが等しくなるように
前記半導体レーザの順方向電流を制御し、変換手段は前
記発光レベル指令信号をアナログ信号電圧として前記半
導体レーザの光出力・順方向電流特性を直線に近似して
前記発光レベル指令信号に対応した電流に変換する。検
出手段は前記発光レベル指令信号が少なくとも２つ以上
の異なるレベルに設定された一定期間に前記半導体レー
ザを発光させて前記光・電気負帰還ループの制御電流を
検出し、補正手段は検出手段からの検出信号により前記
一定期間に前記半導体レーザの微分量子効率の変動を補
正するように前記変換手段の変換特性の傾きを制御し他
の期間には前記変換手段の変換特性の傾きを保持する。

請求項２記載の発明では、光・電気負帰還ループは、
第１の光・電気負帰還ループが前記半導体レーザの光出
力を受光部により検知してこの受光部から得られる前記
半導体レーザの光出力に比例した受光電流と，第１の発
光レベル指令信号を電流に変換した発光レベル指令信号
電流とが等しくなるように前記半導体レーザの順方向電
流を制御し、第２の光・電気負帰還ループが前記受光電
流に比例する電圧と前記発光レベル指令信号とが等しく
なるように前記第１の発光レベル指令信号を制御する。
変換手段は、前記発光レベル指令信号をアナログ信号電
圧として前記半導体レーザの光出力・順方向電流特性を
直線に近似して前記発光レベル指令信号に対応した電流
に変換し、検出手段は前記発光レベル指令信号が少なく
とも２つ以上の異なるレベルに設定された一定期間に前
記半導体レーザを発光させて前記第１の光・電気負帰還
ループの制御電流を検出する。補正手段は検出手段から
の検出信号により前記一定期間に前記半導体レーザの微
分量子効率の変動を補正するように前記変換手段の変換
特性の傾きを制御し他の期間には前記変換手段の変換特
性の傾きを保持する。

請求項３記載の発明では、光・電気負帰還ループは被
駆動半導体レーザの光出力を受光部により検知してこの
受光部から得られる前記半導体レーザの光出力に比例し
た受光信号と発光レベル指令信号とが等しくなるように
前記半導体レーザの順方向電流を制御し、変換手段は、
前記発光レベル指令信号をアナログ信号電圧として前記
半導体レーザの光出力・順方向電流特性を直線に近似し
て前記発光レベル指令信号に対応する電流に変換し、ス
ィッチング信号によりスィッチング手段で前記半導体レ
ーザの順方向電流を設定された電流値だけオン／オフす
る。検出手段は前記発光レベル指令信号が少なくとも２
つ以上の異なるレベルに設定された一定期間に前記半導
体レーザを発光させて前記光・電気負帰還ループの制御
電流を検出し、補正手段は検出手段からの検出信号によ
り前記一定期間に前記半導体レーザの微分量子効率の変
動を補正するように前記変換手段の変換特性の傾きを制
御し他の期間には前記変換手段の変換特性の傾きを保持
する。

請求項４記載の発明では、光・電気負帰還ループは、
第１の光・電気負帰還ループが前記半導体レーザの光出
力を受光部により検知してこの受光部から得られる前記
半導体レーザの光出力に比例した受光電流と，第１の発
光レベル指令信号を電流に変換した発光レベル指令信号
電流とが等しくなるように前記半導体レーザの順方向電
流を制御し、第２の光・電気負帰還ループが前記受光電
流に比例する電圧と前記発光レベル指令信号とが等しく
なるように前記第１の発光レベル指令信号を制御する。
変換手段は、前記発光レベル指令信号をアナログ信号電
圧として前記半導体レーザの光出力・順方向電流特性を
直線に近似して前記発光レベル指令信号に対応する電流
に変換し、スィッチング信号によりスィッチング手段で
前記半導体レーザの順方向電流を設定された電流値だけ
オン／オフする。検出手段は前記発光レベル指令信号が
少なくとも２つ以上の異なるレベルに設定された一定期
間に前記半導体レーザを発光させて前記光・電気負帰還
ループの制御電流を検出し、補正手段は検出手段からの
検出信号により前記一定期間に前記半導体レーザの微分
量子効率の変動を補正するように前記変換手段の変換特
性の傾きを制御し他の期間には前記変換手段の変換特性
の傾きを保持する。

請求項５記載の発明では、光・電気負帰還ループは被
駆動半導体レーザの光出力を受光部により検知してこの
受光部から得られる前記半導体レーザの光出力に比例し
た受光信号と発光レベル指令信号とが等しくなるように
前記半導体レーザの順方向電流を制御する。変換手段
は、前記発光レベル指令信号をアナログ信号電圧として
前記半導体レーザの光出力・順方向電流特性を直線に近
似して前記発光レベル指令信号に対応する電流に変換
し、スィッチング信号によりスィッチング手段で前記半
導体レーザの順方向電流を設定された電流値だけオン／
オフする。検出手段は前記発光レベル指令信号が一定の
レベルの振幅に設定された一定期間に前記光・電気負帰
還ループの制御電流の前記発光レベル指令信号に対する
位相と振幅とを検出し、補正手段は検出手段からの検出
信号により前記一定期間に前記光・電気負帰還ループの
制御電流の絶対値が最小になるように前記変換手段の変
換特性の傾きを制御し他の期間には前記変換手段の変換
特性の傾きを保持する。

請求項６記載の発明では、光・電気負帰還ループは、
第１の光・電気負帰還ループが前記半導体レーザの光出
力を受光部により検知してこの受光部から得られる前記
半導体レーザの光出力に比例した受光電流と，第１の発
光レベル指令信号を電流に変換した発光レベル指令信号
電流とが等しくなるように前記半導体レーザの順方向電
流を制御し、第２の光・電気負帰還ループが前記受光電
流に比例する電圧と前記発光レベル指令信号とが等しく
なるように前記第１の発光レベル指令信号を制御する。
変換手段は、前記発光レベル指令信号をアナログ信号電
圧として前記半導体レーザの光出力・順方向電流特性を
直線に近似して前記発光レベル指令信号に対応する電流
に変換し、スィッチング信号によりスィッチング手段で
前記半導体レーザの順方向電流を設定された電流値だけ
オン／オフする。検出手段は前記発光レベル指令信号が
一定のレベルの振幅に設定された一定期間に前記光・電
気負帰還ループの制御電流の前記発光レベル指令信号に
対する位相と振幅とを検出し、補正手段は検出手段から
の検出信号により前記一定期間に前記光・電気負帰還ル
ープの制御電流の絶対値が最小になるように前記変換手
段の変換特性の傾きを制御し他の期間には前記変換手段
の変換特性の傾きを保持する。

請求項７記載の発明では、光・電気負帰還ループは被
駆動半導体レーザの光出力を受光部により検知してこの
受光部から得られる前記半導体レーザの光出力に比例し
た受光信号と発光レベル指令信号とが等しくなるように
前記半導体レーザの順方向電流を制御し、変換手段は、
前記発光レベル指令信号をアナログ信号電圧として前記
半導体レーザの光出力・順方向電流特性を直線に近似し
て前記発光レベル指令信号に対応する電流に変換し、ス
ィッチング信号によりスィッチング手段で前記半導体レ
ーザの順方向電流を設定された電流値だけオン／オフす
る。検出手段及び前記補正手段は、前記発光レベル指令
信号が一定レベルのオフセットを持つ一定レベルの振幅
でパルス変調された一定期間に前記光・電気負帰還ルー
プの制御電流を前記発光レベル指令信号のピークとボト
ムのタイミングでサンプリングしこのピークとボトムに
対応したサンプリング値の差電圧の絶対値を最小にする
ように前記変換手段の変換係数を制御し、前記ボトムの
タイミングに対応するサンプリング値と前記発光レベル
指令信号のボトム値に対応する電圧との差電圧の絶対値
を最小にするように前記スィッチング手段の設定電流値
を制御し、他の期間には前記変換手段の変換特性の傾き
及び前記スィッチング手段の設定電流値を保持する。

請求項８記載の発明では、光・電気負帰還ループは、
第１の光・電気負帰還ループが前記半導体レーザの光出
力を受光部により検知してこの受光部から得られる前記
半導体レーザの光出力に比例した受光電流と，第１の発
光レベル指令信号を電流に変換した発光レベル指令信号
電流とが等しくなるように前記半導体レーザの順方向電
流を制御し、第２の光・電気負帰還ループが前記受光電
流に比例する電圧と前記発光レベル指令信号とが等しく
なるように前記第１の発光レベル指令信号を制御する。
変換手段は、前記発光レベル指令信号をアナログ信号電
圧として前記半導体レーザの光出力・順方向電流特性を
直線に近似して前記発光レベル指令信号に対応する電流
に変換し、スィッチング信号によりスィッチング手段で
前記半導体レーザの順方向電流を設定された電流値だけ
オン／オフする。検出手段及び補正手段は、前記発光レ
ベル指令信号が一定レベルのオフセットを持つ一定レベ
ルの振幅でパルス変調された一定期間に前記光・電気負
帰還ループの制御電流を前記発光レベル指令信号のピー
クとボトムのタイミングでサンプリングしこのピークと
ボトムに対応したサンプリング値の差電圧の絶対値を最
小にするように前記変換手段の変換係数を制御し、前記
ボトムのタイミングに対応するサンプリング値と前記発
光レベル指令信号のボトム値に対応する電圧との差電圧
の絶対値を最小にするように前記スィッチング手段の設
定電流値を制御し他の期間には前記変換手段の変換特性
の傾き及び前記スィッチング手段の設定電流値を保持す
る。

〔実施例〕 第４図は発明の後述する実施例の前提となる半導体レ
ーザ制御装置の一例を示す。

発光レベル指令信号は比較増幅器１及び電流変換器２
に入力され、被駆動半導体レーザ３の光出力の一部が受
光素子４によりモニターされる。比較増幅器１と半導体
レーザ3,受光素子４は光・電気負帰還ループを形成し、
比較増幅器１は受光素子４に誘起された光起電流（半導
体レーザ３の光出力に比例する）に比例する受光信号と
発光レベル指令信号とを比較してその結果により、抵抗
５を介して半導体レーザ３の順方向電流を受光信号と発
光レベル指令信号とが等しくなるように制御する。また
電流変換器２は前記受光信号と発光レベル指令信号とが
等しくなるように発光レベル指令信号に従って予め設定
された電流（半導体レーザ３の光出力・順方向電流特性
及び受光素子４と半導体レーザ３との結合係数，受光素
子３の光入力・受光信号特性に基づいて予め設定された
電流）を出力する。この電流変換器２の出力電流と，比
較増幅器１より出力される制御電流との和の電流が半導
体レーザ３の順方向電流となる。

ここで、前記光・電気負帰還ループの開ループでの交
叉周波数をf₀とし、DCゲインを10000とした場合、半導
体レーザ３の光出力Poutのステップ応答特性は次のよう
に近似できる。

Pout＝ＰL＋（ＰS−ＰL）exp（−２πf₀t） ＰL:t＝∞における光出力 ＰS：電流変換器２により設定された光量 光・電気負帰還ループの開ループでのDCゲインを1000
0としているので、設定誤差の許容範囲を0.1％以下とし
た場合には、ＰLは設定した光量に等しいと考えられ
る。

したがって、仮に電流変換器２により設定された光量
ＰSがＰLに等しければ、瞬時に半導体レーザ３の光出力
がＰLに等しくなる。この場合にはPout＝ＰLであるの
で、比較増幅器１の出力は変化しない。すなわち、抵抗
５に流れる電流値は変化しないので、抵抗５の両端間電
圧は変化しない。しかしながら、温度変動、外乱等によ
り半導体レーザ３の光出力・順方向電流特性が変動して
ＰSが変動した場合には、電流変換器２による過不足の
電流を比較増幅器１により半導体レーザ３の順方向に流
す。したがって、一定期間発光レベル指令信号を変化さ
せた時の抵抗５の両端間電圧を測定することにより、電
流変換器２の変換誤差に相当する電流値を検出すること
ができる。この抵抗５の両端間電圧は差動増幅器６によ
り検出され、この差動増幅器６の出力電圧が光出力特性
補正回路７に入力される。光出力特性補正回路７は上記
一定期間に抵抗５の両端間電圧の絶対値が最小となるよ
うに電流変換器２の変換規則を制御し、他の期間にはそ
の変換規則を保持する。この結果、半導体レーザ３の光
出力・順方向電流特性の変動に対して常に電流変換器２
をPS≒PLとなるように保つことができる。

また半導体レーザ３のドゥループ特性等によりPSが５
％変動したとしてもf₀＝40MHZ程度であれば10ns後には
半導体レーザ３の光出力は設定値に対する誤差が0.4％
以下になる。

また半導体レーザ３の光出力を変化させた直後から設
定された時間τが経過するまでの全光量（光出力の積分
値∫Pout）の誤差が0.4％以下になるための光・電気負
帰還ループの開ループでの交差周波数は、τ＝50nsとし
た場合40MHZ以上であればよく、この程度の交差周波数
ならば容易に実現できる。

さらに、この半導体レーザ制御装置では電流変換器２
の出力電流を光・電気負帰還ループの制御電流に加算す
る構成であるが、半導体レーザ３と並列に電流変換器２
を接続する構成とすれば電流変換器２の出力電流と光・
電気負帰還ループの制御電流との差の電流により半導体
レーザ３を制御する構成が実現できる。

このようにこの半導体レーザ制御装置によれば高速，
高精度，高分解能な半導体レーザ制御装置が実現でき
る。

第５図は本発明の後述する実施例の前提となる半導体
レーザ制御装置の他の例を示す。

発光レベル指令信号は比較増幅器８及び電流変換器２
に入力され、被駆動半導体レーザ３の光出力の一部が受
光素子４によりモニターされる。受光素子４に誘起され
た光起電流（半導体レーザ３の光出力に比例する）Isの
周波数の高い成分は容量Ｃに流れてインピーダンス変換
器９に入力され、光起電流Isの周波数の低い成分は抵抗
Ｒに流れて電圧に変換される。この抵抗Ｒに発生した電
圧は比較増幅器８と電圧・電流変換器10に入力され、電
圧・電流変換器10が抵抗Ｒに発生した電圧を電流に変換
する。この電圧・電流変換器10の出力電流はインピーダ
ンス変換器９の出力電流と加算器11で加算され、受光素
子４に発生した光起電流Isと等しい電流I₀となる。一
方、比較増幅器８は抵抗Ｒに発生した電圧と発光レベル
指令信号とを比較してその差電圧を増幅し、この比較増
幅器８の出力電圧が電圧・電流変換器12により電流に変
換されて第１の発光レベル指令信号電流ILとなる。減算
器13は電圧・電流変換器12からの第１の発光レベル指令
信号電流ILより加算器11からの電流I₀を減算してその差
分電流を出力し、この差分電流が電流増幅器14により増
幅されてトランジスタ15,16、電流源17及びバイアス電
圧源18からなる差動増幅器19を介して半導体レーザ３の
制御電流として出力される。したがって、受光素子4,容
量C,抵抗R,インピーダンス変換器9,電圧・電流変換器1
0,加算器11,減算器13,電流増幅器14、差動増幅器19は半
導体レーザ３の光出力に比例する受光素子４の光起電流
Isと電圧・電流変換器12からの第１の発光レベル指令信
号電流ILとが等しくなるように半導体レーザ３の順方向
電流を制御する第１の光・電気負帰還ループを構成し、
比較増幅器８及び電圧・電流変換器12は光起電流Isに比
例する電圧と発光レベル指令信号とが等しくなるように
第１の発光レベル指令信号電流ILを制御する第２の光・
電気負帰還ループを構成する。

また電流変換器２は発光レベル指令信号の周波数の高
い成分に関しては加算器11の出力電流I₀と電圧・電流変
換器12からの第１の発光レベル指令信号電流ILとが等し
くなるように発光レベル指令信号に従いあらかじめ設定
された電流（半導体レーザ３の光出力・順方向電流特性
及び受光素子４と半導体レーザ３との結合係数，受光素
子３の光入力・受光信号特性に基づいて予め設定された
電流）を出力し、発光レベル指令信号の周波数の低い成
分に関しては抵抗５の両端間電圧と発光レベル指令信号
とが等しくなるように発光レベル指令信号に従いあらか
じめ設定された電流（半導体レーザ３の光出力・順方向
電流特性及び受光素子４と半導体レーザ３との結合係
数，受光素子３の光入力・受光信号特性に基づいて予め
設定された電流）を出力する。この電流変換器２の出力
電流と，差動増幅器19により出力される制御電流との和
が半導体レーザ３の順方向電流となる。

ここで、前記第１の光・電気負帰還ループの開ループ
での交叉周波数をf₀とし、DCゲインを30とするととも
に、前記第２の光・電気負帰還ループのDCゲインを1000
0とした場合、半導体レーザ３の光出力Poutのステップ
応答特性は次のように近似できる。

Pout＝ＰL＋（ＰS−ＰL）exp（−２πf₀t） 第２の光・電気負帰還ループのDCゲインを10000とし
ているので、設定誤差の許容範囲を0.1％以下とした場
合には、ＰLは設定した光量に等しいと考えられる。ま
た第１の光・電気負帰還ループのDCゲインを30としてい
るので、第１光・電気負帰還ループでの定常誤差は（PS
−PL）/30程度となる。したがって、仮に電流変換器２
により設定される光量PSがPLに等しければ、瞬時に半導
体レーザ３の光出力はPLに等しくなり、この場合にはPo
ut＝ＰLであるので、比較増幅器14の出力は変化しな
い。すなわち、抵抗５に流れる電流値は変化しないの
で、抵抗５の両端間電圧は変化しない。しかしながら、
温度変動、外乱等により半導体レーザ３の光出力・順方
向電流特性が変動することによってＰSが変動した場合
には、電流変換器２による過不足の電流を比較増幅器８
により半導体レーザ３の順方向に流す。したがって、発
光レベル指令信号を一定期間変化させた時の抵抗５の両
端間電圧を差動増幅器６で測定することにより、電流変
換器２の変換誤差に相当する電流値を検出することがで
き、差動増幅器６により検出された電圧は光出力特性補
正回路７へ入力される。光出力特性補正回路７は上記一
定期間に抵抗５の両端間電圧が最小となるように電流変
換器２の変換規則を制御し、他の期間にはその変換規則
を保持する。この結果、半導体レーザ３の光出力・順方
向電流特性の変動に対して常に電流変換器２をPS≒PLと
なるように保つことができる。また、外乱等によりPSが
５％変動したとしても第１の光・電気負帰還ループの定
常誤差が0.2％程度となるので、f₀＝40MHZ程度でかつ第
１の光・電気負帰還ループのDCゲインが30程度あれば、
10ns後には半導体レーザ３の光出力は設定値に対する誤
差が0.4％以下になる。

また半導体レーザ３の光出力を変化させた直後から設
定された時間τ_０が経過するまでの全光量（光出力の積
分値∫Pout）の誤差が0.4％以下になるための光・電気
負帰還ループの交叉周波数は、τ_０＝50nsとした場合40
MHZ以上であればよく、また光・電気負帰還ループのDC
ゲインは30倍程度あればよく、この程度の交叉周波数及
びDCゲインならば容易に実現できる。

この半導体レーザ制御装置では電流変換器２の出力電
流を光・電気負帰還ループの制御電流に加算する構成で
あるが、半導体レーザ３と並列に電流変換器２を接続す
る構成とすれば電流変換器２の出力電流と光・電気負帰
還ループの制御電流との差の電流により半導体レーザ３
を制御する構成が実現できる。

第６図は本発明の一実施例を示す。

この実施例は上記第５図の半導体レーザ制御装置にお
いて、発光レベル指令信号の代りに比較増幅器８の出力
電圧を電流変換器20に入力するようにしたものである。
この電流変換器20は前記受光信号と発光レベル指令信号
とが等しくなるように比較増幅器８の出力電圧に従って
予め設定された電流（半導体レーザ３の光出力・順方向
電流特性及び受光素子４と半導体レーザ３との結合係
数，受光素子３の光入力・受光信号特性に基づいて予め
設定された電流）を出力する。すなわち、電流変換器20
は発光レベル指令信号の周波数の高い成分に関しては加
算器11からの電流I₀と第１の発光レベル指令信号電流IL
とが等しくなるように比較増幅器８の出力電圧に従いあ
らかじめ設定された電流（半導体レーザ３の光出力・順
方向電流特性及び受光素子４と半導体レーザ３との結合
係数，受光素子３の光入力・受光信号特性に基づいて予
め設定された電流）を出力し、発光レベル指令信号の周
波数の低い成分に関しては抵抗Ｒの両端間電圧と第１の
発光レベル指令信号とが等しくなるような比較増幅器８
の出力電圧に従いあらかじめ設定された電流（半導体レ
ーザ３の光出力・順方向電流特性及び受光素子４と半導
体レーザ３との結合係数，受光素子３の光入力・受光信
号特性に基づいて予め設定された電流）を出力する。

第１図は本発明の他の実施例を示す。

発光レベル指令信号は比較増幅器１及び電流変換器２
に入力され、被駆動半導体レーザ３の光出力の一部が受
光素子４によりモニターされる。トランジスタ15,16、
電流源17及びバイアス電圧源18からなる作動増幅器19、
比較増幅器１、半導体レーザ３、受光素子４は光・電気
負帰還ループを形成し、比較増幅器１は受光素子４に誘
起された光起電流（半導体レーザ３の光出力に比例す
る）に比例する受光信号と発光レベル指令信号とを比較
してその結果により、作動増幅器19を介して半導体レー
ザ３の順方向電流を受光信号と発光レベル指令信号とが
等しくなるように制御する。

スィッチ21及び電流源22はスィッチング回路23を構成
している。通常はスィッチ21が固定端子Ｂ側に切り換わ
っており、電流源22による設定電流I₀が半導体レーザ３
に供給されなくて半導体レーザ３が発光しない。半導体
レーザ３を発光させるタイミングでスィッチング信号が
入力されると、スィッチ21が固定端子Ａ側に切り換わっ
て電流源22による設定電流I₀が半導体レーザ３に供給さ
れ、半導体レーザ３が発光する。

一方、電流変換器２は可変抵抗24及び抵抗25からなる
減衰器26、差動増幅器27、トランジスタ28、抵抗R₀によ
って構成され、発光レベル指令信号に従いあらかじめ設
定された電流（半導体レーザ３の光出力・順方向電流特
性及び受光素子４と半導体レーザ３との結合係数，受光
素子３の光入力・受光信号特性に基づいて予め設定され
た電流）を出力する。すなわち発光レベル指令信号Vsが
減衰器23によりｋ・Vsに減衰されて差動増幅器27に入力
され、トランジスタ28と抵抗R₀によりｋ・Vs/R₀の電流
に変換される。この電流ｋ・Vs/R₀と，差動増幅器19の
出力電流ＡΔV,スィッチング回路23の出力電流I₀との和
の電流ｋ・Vs/R₀＋ＡΔＶ＋I₀が半導体レーザ３の順方
向電流となり、半導体レーザ３はその順方向電流ｋ・Vs
/R₀＋ＡΔＶ＋I₀により決まる光出力P₀を出力する。

一般的に半導体レーザはしきい値電流Ith以上の順方
向電流に対しては微分量子効率ηの直線で光出力・順方
向電流の関係を近似できる。この場合半導体レーザの光
出力P₀は次のように表わすことができる。

VsがV₀（V₀に対応する半導体レーザ３の光出力は半導
体レーザの電流がしきい値電流以上の時の光強度）から
Viへ変化したときの応答特性は と近似できる。

スィッチング回路23による駆動電流値まではスィッチ
ング回路23の動作が高速に行われるので、電流変換器２
の立上り速度に依存しないで高速に立ち上がる。さらに
一般的に半導体レーザ３はしきい値電流まではレーザ発
振しない光出力・電流特性を有するので、オフセット電
流による消光比がほとんど発生しない。

また仮にｋ＝αＳηR₀ならば瞬時に光出力P₀がηVi/R
に等しくなるので、比較増幅器１の出力は変化しない。
すなわち、抵抗５に流れる電流値は変化しないので、抵
抗５の両端間電圧は変化しない。しかしながら、温度変
動、外乱等により微分量子効率ηが変動した場合には、
電流変換器２による過不足の電流を比較増幅器１により
半導体レーザ３の順方向に流す。したがって、発光レベ
ル指令信号を一定期間変化させた時の抵抗５の両端間電
圧を測定することにより、電流変換器２の変換誤差に相
当する電流値を検出することができる。

一定の制御期間には発光レベル指令信号が変調回路に
より一定レベルの振幅で変調される。このとき、抵抗５
の両端間電圧Vdはトランジスタ29及び抵抗30からなるエ
ミッタフォロワを介してコンデンサ31及び抵抗32からな
る回路により直流成分が除去され、乗算器33に入力され
る。また発光レベル指令信号がリミッタ増幅器34により
一定振幅となって乗算器33に入力され、この乗算器33の
２つの入力信号の様子を第17図に示す。制御期間には発
光レベル指令信号として第17図に示すような一定レベル
の振幅で変調した信号ａが入力され、第17図に示すよう
な電流I₂（またはI₁）が抵抗５により観測される。この
制御期間以外の期間には発光レベル指令信号は半導体レ
ーザ３の発光レベル指令値となり、半導体レーザ３の順
方向電流がその発光レベル指令値に応じた値となる。乗
算器33は２つの入力信号を乗算し、その結果がフィルタ
35により第18図に示すような電流変換器２の誤差と検出
電圧との関係を示す電圧として出力される。このフィル
タ35からの検出電圧はコンパレータ36の一端子に入力さ
れて基準電圧Vrと比較され、このコンパレータ36の出力
電圧がアップダウンカウンタ37のアップダウン端子に入
力されてアップダウンカウンタ37のアップカンウトモー
ドとダウンカウントモードとが制御される。アップダウ
ンカウンタ37はタイミング発生器38からのクロック及び
制御信号によりカウント動作が制御され、かつカウント
値の保持動作を行う。タイミング発生器38は上記制御期
間に制御指令信号が入力されることによりアップダウン
カウンタ37の動作をカウント値保持動作からカウント動
作に切換え、またコンパレータ36の出力電圧が高レベル
から低レベルに変化するタイミング、又は低レベルから
高レベルに変化するタイミングでアップダウンカウンタ
37の動作をカウント動作からカウント値保持動作に切換
える。アップダウンカウンタ37のカウント値はディジタ
ル／アナログ変換器39によりディジタル／アナログ変換
され、このディジタル／アナログ変換器39の出力信号に
より前記可変抵抗24が制御されて減衰器26の減衰量が決
定されることによって電流変換器２の前記係数ｋが制御
される。

次に発光レベル指令信号が変調回路により第19図に示
すように変調され、図示破線の部分が抵抗５により観測
される電圧に相当する。乗算器33の出力はフィルタ35に
より第18図に示すような電流変換器２の誤差と検出電圧
との関係を示す電圧として出力される。このフィルタ35
からの検出電圧はコンパレータ36の一端子に入力されて
基準電圧Vrと比較され、このコンパレータ36の出力電圧
がアップダウンカウンタ40のアップダウン端子に入力さ
れてアップダウンカウンタ40のアップカンウトモードと
ダウンカウントモードとが制御される。アップダウンカ
ウンタ40はタイミング発生器38からのクロック及び制御
信号によりカウント動作が制御され、かつカウント値の
保持動作を行う。タイミング発生器38はこのときアップ
ダウンカウンタ40の動作をカウント値保持動作からカウ
ント動作に切換え、またコンパレータ40の出力電圧が高
レベルから低レベルに変化するタイミング、又は低レベ
ルから高レベルに変化するタイミングでアップダウンカ
ウンタ40の動作をカウント動作からカウント値保持動作
に切換える。アップダウンカウンタ40のカウント値はデ
ィジタル／アナログ変換器41によりディジタル／アナロ
グ変換され、このディジタル／アナログ変換器41の出力
信号により電流源22の設定電流値が制御される。

制御期間以外の期間には可変抵抗24の抵抗値と電流源
22の設定電流値がアップダウンカウンタ37,40のカウン
ト値保持動作により保持される。

上記乗算器33は第15図に示すような非反転回路42、反
転回路43、スィッチ44及びバッファ45により構成しても
よい。この場合コンデンサ31及び抵抗32よりなる回路の
出力信号が非反転回路42、反転回路43に入力されてこの
非反転回路42、反転回路43の出力信号のいずれか一方が
スィッチ44により選択され、リミット増幅器34の出力信
号がバッファ45を介してスィッチ44を切換える。

またアップダウンカウンタ37,40のカウント値をその
制御開始タイミングで初期化した後に、アップダウンカ
ウンタ37,40のカウント動作をアップカウント動作もし
くはダウンカウント動作に限定してコンパレータ36の出
力電圧の極性が変化するタイミングでそのカウント動作
をカウント値保持動作に切換えるようにしてもよい。

またコンパレータ36、アップダウンカウンタ37及びデ
ィジタル／アナログ変換器39からなる部分は第16図に示
すように演算増幅器46、コンデンサ47及び抵抗48からな
る積分器49、リセットスィッチ50、ホールド回路51によ
り構成してもよい。この場合制御指令信号によりスィッ
チ50がオフしてフィルタ35の出力電圧が積分器49により
積分され、かつ制御指令信号によりホールド回路51が積
分器49の出力信号をホールドすると共にスィッチ50がオ
ンして積分器49がリセットされる。またコンパレータ3
6、アップダウンカウンタ40及びディジタル／アナログ
変換器41からなる部分も第16図に示すような回路を用い
ることができる。

さらに、上記実施例では可変減衰器26により上記ｋの
値を調整したが、可変減衰器26以外の例えばVCA（電圧
制御増幅器）などでｋの値を調整するようにしてもよ
い。

第２図は本発明の他の実施例を示す。

この実施例は上記第１図の実施例において、比較増幅
器１の代りに、第５図の実施例におけるコンデンサＣ、
抵抗Ｒ、インピーダンス変換器９、電圧・電流変換器1
0,12、比較増幅器８、加算器11、減算器13、電流増幅器
14からなる回路をもちいたものであり、この回路は前述
のように動作する。この実施例においても前述のように
乗算器33の代りに第15図に示すような回路を用いたり、
コンパレータ36、アップダウンカウンタ37及びディジタ
ル／アナログ変換器39からなる部分や、コンパレータ3
6、アップダウンカウンタ40及びディジタル／アナログ
変換器41からなる部分の代りに第16図に示すような回路
を用いたり、可変減衰器26の代りにVCAなどを用いた
り、アップダウンカウンタ37,40のカウント値をその制
御開始タイミングで初期化した後に、アップダウンカウ
ンタ37,40のカウント動作をアップカウント動作もしく
はダウンカウント動作に限定してコンパレータ36の出力
電圧の極性が変化するタイミングでそのカウント動作を
カウント値保持動作に切換えるようにしたりしてもよ
い。

第３図は本発明の他の実施例を示す。

この実施例は第２図の実施例において発光レベル指令
信号の代りに比較増幅器８の出力電圧を電流変換器２に
入力するようにしたものである。

第７図は本発明の他の実施例を示す。

この実施例では受光素子４、半導体レーザ３、比較増
幅器１、電流変換器２及び差動増幅器19は第１図の実施
例と同様なものが用いられ、差動増幅器19の出力電流Ａ
ΔV,電流変換器２の出力電流ｋ・Vs/R₀との和の電流ｋ
・Vs/R₀＋ＡΔＶが半導体レーザ３の順方向電流となっ
て半導体レーザ３がその順方向電流ｋ・Vs/R₀＋ＡΔＶ
＋I₀により決まる光出力P₀を出力する。

一般的に半導体レーザはしきい値電流Ith以上の順方
向電流に対しては微分量子効率ηの直線で光出力・順方
向電流の関係を近似でき、半導体レーザの光出力P₀は次
のように表わすことができる。

VsがV₀からViへ変化したときの応答特性は と近似できる。

仮にｋ＝αＳηR₀ならば瞬時に光出力P₀がηVi/Rに等
しくなるので、比較増幅器１の出力は変化しない。すな
わち、抵抗５に流れる電流値は変化しないので、抵抗５
の両端間電圧は変化しない。しかしながら、温度変動、
外乱等により微分量子効率ηが変動した場合には、電流
変換器２による過不足の電流を比較増幅器１により半導
体レーザ３の順方向に流す。したがって、発光レベル指
令信号を一定期間変化させた時の抵抗５の両端間電圧を
測定することにより、電流変換器２の変換誤差に相当す
る電流値を検出することができる。

一定の制御期間には発光レベル指令信号が変調回路に
より少なくとも２つ以上の異なる値に設定された信号で
変調される。このとき、加減算器52は抵抗５の両端間電
圧より電圧V₀を減産したものを検出することによって光
・電気負帰還ループの制御電流を電圧として検出する。
ここに、電圧V₀は光・電気負帰還ループの制御電流から
電流源17の電流値からなるオフセットを除去するための
電圧である。加減算器52の出力電圧はアナログ／ディジ
タル変換器53によりアナログ／ディジタル変換されて演
算回路54に入力される。演算回路54は半導体レーザ３の
光出力・順方向電流特性をＰ＝η（I₀−Ith）と近似し
て２つ以上の測定されたＰとI₀との組からηを計算し、
この値がディジタル／アナログ変換器55によりディジタ
ル／アナログ変換されてこのディジタル／アナログ変換
器55の出力信号により前記可変抵抗24が制御されて減衰
器26の減衰量が決定されることによって電流変換器２の
前記係数ｋが制御される。

上記演算回路54について詳しく説明する。

半導体レーザ３のある発光光量P1,P2と、それに対応
する光・電気負帰還ループの制御電流I11,I12、電流変
換器２により生成される電流I12,I22は次のように表わ
せる。

P1＝η（I11＋I12−Ith） P2＝η（I21−I22−Ith） したがって、微分量子効率ηは次のようになる。

η＝（P1−P2）／（I11−I21＋I2−I22） ここで、可変抵抗24が適正値のときは発光レベル指令
信号Viが半導体レーザ３の発光光量を制御する電流I11,
I12が等しくなり、電流変換器２の変換係数が適正値の
ときの比例係数をｋで表わすことにより次の式が成り立
つ。

ｋ＝（P1−P2）／［η（Vi1−Vi2）］ したがって、 ｋ＝（I11−I21＋I12−I22）／（Vi1−Vi2） となる。また係数ｋが任意の値ｋ′のときには ｋ＝［ｋ′（Vi1−Vi2）＋I11−I21］／（Vi1−Vi2） となるので、Vi1,Vi2を発光レベル指令信号としたとき
の電流変換器２の変換係数ｋ′の値を適当に設定してお
けば、最適な変換係数ｋを求めることができる。そこで
演算回路54は２つの異なる値の発光レベル指令信号に対
するアナログ／ディジタル変換器53の出力信号から電流
変換器２の変換係数が最適な変換係数ｋとなるような可
変抵抗24の制御値を求め、この値によりディジタル／ア
ナログ変換器55を介して前記可変抵抗24を制御する。

この実施例では発光レベル指令信号の２つの異なる値
に対するアナログ／ディジタル変換器53の出力信号から
演算回路54で可変抵抗24の制御値を演算したが、発光レ
ベル指令信号の３つ以上の異なる値に対するアナログ／
ディジタル変換器53の出力信号から演算回路で平均値等
の統計処理を行うことにより可変抵抗24の制御値を演算
するようにしてもよい。またこの実施例では可変減衰器
26を用いたが、VCAなどを用いてもよい。

第８図は本発明の他の実施例を示す。

この実施例は上記第７図の実施例において、比較増幅
器１の代りに、第５図の実施例におけるコンデンサＣ、
抵抗Ｒ、インピーダンス変換器９、電圧・電流変換器1
0,12、比較増幅器８、加算器11、減算器13、電流増幅器
14からなる回路を用いたものである。

第９図は本発明の他の実施例を示す。

この実施例は第８図の実施例において発光レベル指令
信号の代りに比較増幅器８の出力電圧を電流変換器２に
入力するようにしたものである。

これらの第８図，第９図の実施例でも発光レベル指令
信号の２つの異なる値に対するアナログ／ディジタル変
換器53の出力信号から演算回路54で可変抵抗24の制御値
を演算するが、発光レベル指令信号の３つ以上の異なる
値に対するアナログ／ディジタル変換器53の出力信号か
ら演算回路で平均値等の統計処理を行うことにより可変
抵抗24の制御値を演算するようにしてもよく、また可変
減衰器26の代りにVCAなどを用いてもよい。

第10図は本発明の他の実施例を示す。

この実施例では受光素子４、半導体レーザ３、比較増
幅器１、電流変換器２、差動増幅器19及びスィッチング
回路23は第１図の実施例と同様なものが用いられてい
る。

一定の制御期間には発光レベル指令信号が変調回路に
より少なくとも２つ以上の異なる値に設定された信号で
変調される。このとき、加減算器52は抵抗５の両端間電
圧より電圧V₀を減算したものを検出することによって光
・電気負帰還ループの制御電流を電圧として検出する。
加減算器52の出力電圧はアナログ／ディジタル変換器53
によりアナログ／ディジタル変換されて演算回路56に入
力される。前述のように ｋ＝［ｋ′（Vi1−Vi2）＋I11−I12］／（Vi1−Vi2） となるので、Vi1,Vi2を発光レベル指令信号としたとき
の電流変換器２の変換係数ｋ′の値を適当に設定してお
けば、最適な変換係数ｋを求めることができ、これから
η,Ithを求めることが容易にできる。そこで、演算回路
56は半導体レーザ３の光出力・順方向電流特性をＰ＝η
（I₀−Ith）の近似して２つ以上の測定されたＰとI₀と
の組からη,Ithを計算し、このηの値がディジタル／ア
ナログ変換器55によりディジタル／アナログ変換されて
このディジタル／アナログ変換器55の出力信号により前
記可変抵抗24が制御されて減衰器26の減衰量が決定され
ることによって電流変換器２の前記係数ｋが制御される
と共に、Ithの値がディジタル／アナログ変換器57によ
りディジタル／アナログ変換されてこのディジタル／ア
ナログ変換器57の出力信号により電流源22の設定電流値
が制御される。

制御期間以外の期間には可変抵抗24の抵抗値と電流源
22の設定電流値が演算回路56の保持動作により保持され
る。

この実施例では発光レベル指令信号の２つの異なる値
に対するアナログ／ディジタル変換器53の出力信号から
演算回路56で可変抵抗24,電流源22の制御値を演算した
が、発光レベル指令信号の３つ以上の異なる値に対する
アナログ／ディジタル変換器53の出力信号から演算回路
で平均値等の統計処理を行うことにより可変抵抗24,電
流源22の制御値を演算するようにしてもよく、また可変
減衰器26の代りにVCAなどを用いてもよい。

第11図は本発明の他の実施例を示す。

この実施例は上記第10図の実施例において、比較増幅
器１の代りに、第５図の実施例におけるコンデンサＣ、
抵抗Ｒ、インピーダンス変換器９、電圧・電流変換器1
0,12、比較増幅器８、加算器11、減算器13、電流増幅器
14からなる回路を用いたものである。

第12図は本発明の他の実施例を示す。

この実施例は第11図の実施例において発光レベル指令
信号の代りに比較増幅器８の出力電圧を電流変換器２に
入力するようにしたものである。

これらの第11図，第12図の実施例でも発光レベル指令
信号の２つの異なる値に対するアナログ／ディジタル変
換器53の出力信号から演算回路56で可変抵抗24の制御値
を演算するが、発光レベル指令信号の３つ以上の異なる
値に対するアナログ／ディジタル変換器53の出力信号か
ら演算回路で平均値等の統計処理を行うことにより可変
抵抗24の制御値を演算するようにしてもよく、また可変
減衰器26の代りにVCAなどを用いてもよい。

第13図は本発明の他の実施例を示す。

この実施例では第１図の実施例において、エミッタフ
ォロワ29,30、コンデンサ31、抵抗32、乗算器33、リミ
ット増幅器34、フィルタ35、コンパレータ36の代りに、
加減算器52、サンプリング回路58,59、インバータ60、
差動増幅器61、コンパレータ62,63が用いられている。

一定の制御期間には発光レベル指令信号が変調回路に
より一定レベルの振幅で変調される。このとき、加減算
器52は抵抗５の両端間電圧より電圧V₀を減算したものを
検出することによって光・電気負帰還ループの制御電流
を電圧として検出する。加減算器52の出力電圧は発光レ
ベル指令信号がピーク（高レベル）のときにサンプリン
グ回路58でサンプルクロックによりサンプリングされ、
かつサンプルクロックがインバータ60により反転されて
サンプリング回路59に入力されて発光レベル指令信号が
ボトム（低レベル）のときにサンプリング回路59で加減
算器52の出力電圧がサンプリングされる。差動増幅器61
はサンプリング回路58,59の出力信号の差電圧を検出
し、この差電圧がコンパレータ62にて基準電圧V₁と比較
される。コンパレータ62の出力がアップダウンカウンタ
37のアップダウン端子に入力されてアップダウンカウン
タ37のアップカンウトモードとダウンカウントモードと
が制御される。アップダウンカウンタ37はタイミング発
生器38からのクロック及び制御信号によりカウント動作
が制御され、かつカウント値の保持動作を行う。タイミ
ング発生器38は上記制御期間に制御指令信号が入力され
てアップダウンカウンタ37の動作をカウント値保持動作
からカウント動作に切換え、またコンパレータ36の出力
電圧が高レベルから低レベルに変化するタイミング、又
は低レベルから高レベルに変化するタイミングでアップ
ダウンカウンタ37の動作をカウント動作からカウント値
保持動作に切換える。アップダウンカウンタ37のカウン
ト値はディジタル／アナログ変換器39によりディジタル
／アナログ変換され、このディジタル／アナログ変換器
39の出力信号により前記可変抵抗24が制御されて減衰器
26の減衰量が決定されることによって電流変換器２の前
記係数ｋが制御される。このようにして可変抵抗24は光
・電気負帰還ループの制御電流の変化量が最小になるよ
うに設定される。またサンプリング回路59の出力電圧が
コンパレータ63にて基準電圧V₂と比較される。このコン
パレータ63の出力がアンプダウンカウンタ40のアップダ
ウン端子に入力されてアップダウンカウンタ40のアップ
カウントモードとダウンカウントモードとが制御され
る。アップダウンカウンタ40はタイミング発生器38から
のクロック及び制御信号によりカウント動作及びカウン
トの速度が制御され、かつカウント値の保持動作を行
う。タイミング発生器38は上記制御期間にアップダウン
カウンタ40の動作をカウント値保持動作からカウント動
作に切換え、またコンパレータ40の出力電圧が高レベル
から低レベルに変化するタイミング、又は低レベルから
高レベルに変化するタイミングでアップダウンカウンタ
40の動作をカウント動作からカウント値保持動作に切換
える。アップダウンカウンタ40のカウント値はディジタ
ル／アナログ変換器41によりディジタル／アナログ変換
され、このディジタル／アナログ変換器41の出力信号に
より電流源22の設定電流値が制御される。

制御期間以外の期間には可変抵抗24の抵抗値と電流源
22の設定電流値がアップダウンカウンタ37,40のカウン
ト値保持動作により保持される。

第14図は本発明の他の実施例を示す。

この実施例は上記第13図の実施例において、比較増幅
器１の代りに、第５図の実施例におけるコンデンサＣ、
抵抗Ｒ、インピーダンス変換器９、電圧・電流変換器1
0,12、比較増幅器８、加算器11、減算器13、電流増幅器
14からなる回路を用いたものである。

これらの第13図，第14図の実施例では可変抵抗24電流
源22の制御を同時に行うが、可変抵抗24,電流源22の制
御を別々に行うようにしてもよく、また可変減衰器26の
代りにVCAなどを用いてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように請求項１記載の発明によれば、被駆動半
導体レーザの光出力を受光部により検知してこの受光部
から得られる前記半導体レーザの光出力に比例した受光
信号と発光レベル指令信号とが等しくなるように前記半
導体レーザの順方向電流を制御する光・電気負帰還ルー
プと、前記半導体レーザの光出力・順方向電流特性及び
前記受光部と前記半導体レーザとの結合係数，前記受光
部の光入力・受光信号特性に基づいて前記受光信号と前
記発光レベル指令信号とが等しくなるようにあらかじめ
設定された変換規則に従い前記発光レベル指令信号を前
記半導体レーザの順方向電流に変換する変換手段と、前
記光・電気負帰還ループの制御電流を検出する検出手段
と、この検出手段からの検出信号により前記発光レベル
指令信号が変化しても前記光・電気負帰還ループの制御
電流が変化しないように前記変換規則を制御することに
よって前記半導体レーザの光出力・順方向電流特性の変
動を補正する補正手段とを有し、前記光・電気負帰還ル
ープの制御電流と，前記変換手段により生成された電流
との和または差の電流によって前記半導体レーザを制御
する半導体レーザ制御装置において、前記変換手段、前
記検出手段及び前記補正手段として、前記発光レベル指
令信号をアナログ信号電圧として前記半導体レーザの光
出力・順方向電流特性を直線に近似して前記発光レベル
指令信号に対応した電流に変換する変換手段と、前記発
光レベル指令信号が少なくとも２つ以上の異なるレベル
に設定された一定期間に前記半導体レーザを発光させて
前記光・電気負帰還ループの制御電流を検出する検出手
段と、この検出手段からの検出信号により前記一定期間
に前記半導体レーザの微分量子効率の変動を補正するよ
うに前記変換手段の変換特性の傾きを制御し他の期間に
は前記変換手段の変換特性の傾きを保持する補正手段と
を有するので、簡単な構成で高速，高精度，高分解能な
半導体レーザ制御装置を実現できる。

請求項２記載の発明によれば、被駆動半導体レーザの
光出力を受光部により検知してこの受光部から得られる
前記半導体レーザの光出力に比例した受光信号と発光レ
ベル指令信号とが等しくなるように前記半導体レーザの
順方向電流を制御する光・電気負帰還ループと、前記半
導体レーザの光出力・順方向電流特性及び前記受光部と
前記半導体レーザとの結合係数，前記受光部の光入力・
受光信号特性に基づいて前記受光信号と前記発光レベル
指令信号とが等しくなるようにあらかじめ設定された変
換規則に従い前記発光レベル指令信号を前記半導体レー
ザの順方向電流に変換する変換手段と、前記光・電気負
帰還ループの制御電流を検出する検出手段と、この検出
手段からの検出信号により前記発光レベル指令信号が変
化しても前記光・電気負帰還ループの制御電流が変化し
ないように前記変換規則を制御することによって前記半
導体レーザの光出力・順方向電流特性の変動を補正する
補正手段とを有し、前記光・電気負帰還ループの制御電
流と，前記変換手段により生成された電流との和または
差の電流によって前記半導体レーザを制御する半導体レ
ーザ制御装置において、前記光・電気負帰還ループは、
前記半導体レーザの光出力を受光部により検知してこの
受光部から得られる前記半導体レーザの光出力に比例し
た受光電流と，第１の発光レベル指令信号を電流に変換
した発光レベル指令信号電流とが等しくなるように前記
半導体レーザの順方向電流を制御する第１の光・電気負
帰還ループと、前記受光電流に比例する電圧と前記発光
レベル指令信号とが等しくなるように前記第１の発光レ
ベル指令信号を制御する第２の光・電気負帰還ループと
により構成し、前記変換手段、前記検出手段及び前記補
正手段として、前記発光レベル指令信号をアナログ信号
電圧として前記半導体レーザの光出力・順方向電流特性
を直線に近似して前記発光レベル指令信号に対応した電
流に変換する変換手段と、前記発光レベル指令信号が少
なくとも２つ以上の異なるレベルに設定された一定期間
に前記半導体レーザを発光させて前記第１の光・電気負
帰還ループの制御電流を検出する検出手段と、この検出
手段からの検出信号により前記一定期間に前記半導体レ
ーザの微分量子効率の変動を補正するように前記変換手
段の変換特性の傾きを制御し他の期間には前記変換手段
の変換特性の傾きを保持する補正手段とを有するので、
簡単な構成で第１の光・電気負帰還ループの開ループゲ
インを非常に大きくとることなく高速，高精度，高分解
能な半導体レーザ制御装置を実現できる。

請求項３記載の発明によれば、被駆動半導体レーザの
光出力を受光部により検知してこの受光部から得られる
前記半導体レーザの光出力に比例した受光信号と発光レ
ベル指令信号とが等しくなるように前記半導体レーザの
順方向電流を制御する光・電気負帰還ループと、前記半
導体レーザの光出力・順方向電流特性及び前記受光部と
前記半導体レーザとの結合係数，前記受光部の光入力・
受光信号特性に基づいて前記受光信号と前記発光レベル
指令信号とが等しくなるようにあらかじめ設定された変
換規則に従い前記発光レベル指令信号を前記半導体レー
ザの順方向電流に変換する変換手段と、前記光・電気負
帰還ループの制御電流を検出する検出手段と、この検出
手段からの検出信号により前記発光レベル指令信号が変
化しても前記光・電気負帰還ループの制御電流が変化し
ないように前記変換規則を制御することによって前記半
導体レーザの光出力・順方向電流特性の変動を補正する
補正手段とを有し、前記光・電気負帰還ループの制御電
流と，前記変換手段により生成された電流との和または
差の電流によって前記半導体レーザを制御する半導体レ
ーザ制御装置において、前記変換手段は、前記発光レベ
ル指令信号をアナログ信号電圧として前記半導体レーザ
の光出力・順方向電流特性を直線に近似して前記発光レ
ベル指令信号に対応する電流に変換する手段と、スィッ
チング信号により前記半導体レーザの順方向電流を設定
された電流値だけオン／オフするスィッチング手段とに
より構成し、かつ、前記検出手段及び前記補正手段とし
て、前記発光レベル指令信号が少なくとも２つ以上の異
なるレベルに設定された一定期間に前記半導体レーザを
発光させて前記光・電気負帰還ループの制御電流を検出
する検出手段と、この検出手段からの検出信号により前
記一定期間に前記半導体レーザの微分量子効率の変動を
補正するように前記変換手段の変換特性の傾きを制御し
他の期間には前記変換手段の変換特性の傾きを保持する
補正手段とを有するので、簡単な構成で高速，高精度，
高分解能な半導体レーザ制御装置を実現できる。

請求項４記載の発明によれば、被駆動半導体レーザの
光出力を受光部により検知してこの受光部から得られる
前記半導体レーザの光出力に比例した受光信号と発光レ
ベル指令信号とが等しくなるように前記半導体レーザの
順方向電流を制御する光・電気負帰還ループと、前記半
導体レーザの光出力・順方向電流特性及び前記受光部と
前記半導体レーザとの結合係数，前記受光部の光入力・
受光信号特性に基づいて前記受光信号と前記発光レベル
指令信号とが等しくなるようにあらかじめ設定された変
換規則に従い前記発光レベル指令信号を前記半導体レー
ザと順方向電流に変換する変換手段と、前記光・電気負
帰還ループの制御電流を検出する検出手段と、この検出
手段からの検出信号により前記発光レベル指令信号が変
化しても前記光・電気負帰還ループの制御電流が変化し
ないように前記変換規則を制御することによって前記半
導体レーザの光出力・順方向電流特性の変動を補正する
補正手段とを有し、前記光・電気負帰還ループの制御電
流と，前記変換手段により生成された電流との和または
差の電流によって前記半導体レーザを制御する半導体レ
ーザ制御装置において、前記光・電気負帰還ループは、
前記半導体レーザの光出力を受光部により検知してこの
受光部から得られる前記半導体レーザの光出力に比例し
た受光電流と，第１の発光レベル指令信号を電流に変換
した発光レベル指令信号電流とが等しくなるように前記
半導体レーザの順方向電流を制御する第１の光・電気負
帰還ループと、前記受光電流に比例する電圧と前記発光
レベル指令信号とが等しくなるように前記第１の発光レ
ベル指令信号を制御する第２の光・電気負帰還ループと
により構成し、前記変換手段は、前記発光レベル指令信
号をアナログ信号電圧として前記半導体レーザの光出力
・順方向電流特性を直線に近似して前記発光レベル指令
信号に対応する電流に変換する手段と、スィッチング信
号により前記半導体レーザの順方向電流を設定された電
流値だけオン／オフするスィッチング手段とにより構成
し、かつ、前記検出手段及び前記補正手段として、前記
発光レベル指令信号が少なくとも２つ以上の異なるレベ
ルに設定された一定期間に前記半導体レーザを発光させ
て前記光・電気負帰還ループの制御電流を検出する検出
手段と、この検出手段からの検出信号により前記一定期
間に前記半導体レーザの微分量子効率の変動を補正する
ように前記変換手段の変換特性の傾きを制御し他の期間
には前記変換手段の変換特性の傾きを保持する補正手段
とを有するので、簡単な構成で第１の光・電気負帰還ル
ープの開ループゲインを非常に大きくとることなく高
速，高精度，高分解能な半導体レーザ制御装置を実現で
きる。

請求項５記載の発明によれば、被駆動半導体レーザの
光出力を受光部により検知してこの受光部から得られる
前記半導体レーザの光出力に比例した受光信号と発光レ
ベル指令信号とが等しくなるように前記半導体レーザの
順方向電流を制御する光・電気負帰還ループと、前記半
導体レーザの光出力・順方向電流特性及び前記受光部と
前記半導体レーザとの結合係数，前記受光部の光入力・
受光信号特性に基づいて前記受光信号と前記発光レベル
指令信号とが等しくなるようにあらかじめ設定された変
換規則に従い前記発光レベル指令信号を前記半導体レー
ザの順方向電流に変換する変換手段と、前記光・電気負
帰還ループの制御電流を検出する検出手段と、この検出
手段からの検出信号により前記発光レベル指令信号が変
化しても前記光・電気負帰還ループの制御電流が変化し
ないように前記変換規則を制御することによって前記半
導体レーザの光出力・順方向電流特性の変動を補正する
補正手段とを有し、前記光・電気負帰還ループの制御電
流と，前記変換手段により生成された電流との和または
差の電流によって前記半導体レーザを制御する半導体レ
ーザ制御装置において、前記変換手段は、前記発光レベ
ル指令信号をアナログ信号電圧として前記半導体レーザ
の光出力・順方向電流特性を直線に近似して前記発光レ
ベル指令信号に対応する電流に変換する手段と、スィッ
チング信号により前記半導体レーザの順方向電流を設定
された電流値だけオン／オフするスィッチング手段とに
より構成し、かつ、前記検出手段及び前記補正手段とし
て、前記発光レベル指令信号が一定のレベルの振幅に設
定された一定期間に前記光・電気負帰還ループの制御電
流の前記発光レベル指令信号に対する位相と振幅とを検
出する検出手段と、この検出手段からの検出信号により
前記一定期間に前記光・電気負帰還ループの制御電流の
絶対値が最小になるように前記変換手段の変換特性の傾
きを制御し他の期間には前記変換手段の変換特性の傾き
を保持する補正手段とを有するので、簡単な構成で高
速，高精度，高分解能な半導体レーザ制御装置を実現で
きる。

請求項６記載の発明によれば、被駆動半導体レーザの
光出力を受光部により検知してこの受光部から得られる
前記半導体レーザの光出力に比例した受光信号と発光レ
ベル指令信号とが等しくなるように前記半導体レーザの
順方向電流を制御する光・電気負帰還ループと、前記半
導体レーザの光出力・順方向電流特性及び前記受光部と
前記半導体レーザとの結合係数，前記受光部の光入力・
受光信号特性に基づいて前記受光信号と前記発光レベル
指令信号とが等しくなるようにあらかじめ設定された変
換規則に従い前記発光レベル指令信号を前記半導体レー
ザの順方向電流に変換する変換手段と、前記光・電気負
帰還ループの制御電流を検出する検出手段と、この検出
手段からの検出信号により前記発光レベル指令信号が変
化しても前記光・電気負帰還ループの制御電流が変化し
ないように前記変換規則を制御することによって前記半
導体レーザの光出力・順方向電流特性の変動を補正する
補正手段とを有し、前記光・電気負帰還ループの制御電
流と，前記変換手段により生成された電流との和または
差の電流によって前記半導体レーザを制御する半導体レ
ーザ制御装置において、前記光・電気負帰還ループは、
前記半導体レーザの光出力を受光部により検知してこの
受光部から得られる前記半導体レーザの光出力に比例し
た受光電流と、第１の発光レベル指令信号を電流に変換
した発光レベル指令信号電流とが等しくなるように前記
半導体レーザの順方向電流を制御する第１の光・電気負
帰還ループと、前記受光電流に比例する電圧と前記発光
レベル指令信号とが等しくなるように前記第１の発光レ
ベル指令信号を制御する第２の光・電気負帰還ループと
により構成し、前記変換手段は、前記発光レベル指令信
号をアナログ信号電圧として前記半導体レーザの光出力
・順方向電流特性を直線に近似して前記発光レベル指令
信号に対応する電流に変換する手段と、スィッチング信
号により前記半導体レーザの順方向電流を設定された電
流値だけオン／オフするスィッチング手段とにより構成
し、かつ、前記検出手段及び前記補正手段として、前記
発光レベル指令信号が一定のレベルの振幅に設定された
一定期間に前記光・電気負帰還ループの制御電流の前記
発光レベル指令信号に対する位相と振幅とを検出する検
出手段と、この検出手段からの検出信号により前記一定
期間に前記光・電気負帰還ループの制御電流の絶対値が
最小になるように前記変換手段の変換特性の傾きを制御
し他の期間には前記変換手段の変換特性の傾きを保持す
る補正手段とを有するので、簡単な構成で第１の光・電
気負帰還ループの開ループゲインを非常に大きくとるこ
となく高速，高精度，高分解能な半導体レーザ制御装置
を実現できる。

請求項７記載の発明によれば、被駆動半導体レーザの
光出力を受光部により検知してこの受光部から得られる
前記半導体レーザの光出力に比例した受光信号と発光レ
ベル指令信号とが等しくなるように前記半導体レーザの
順方向電流を制御する光・電気負帰還ループと、前記半
導体レーザの光出力・順方向電流特性及び前記受光部と
前記半導体レーザとの結合係数，前記受光部の光入力・
受光信号特性に基づいて前記受光信号と前記発光レベル
指令信号とが等しくなるようにあらかじめ設定された変
換規則に従い前記発光レベル指令信号を前記半導体レー
ザの順方向電流に変換する変換手段と、前記光・電気負
帰還ループの制御電流を検出する検出手段と、この検出
手段からの検出信号により前記発光レベル指令信号が変
化しても前記光・電気負帰還ループの制御電流が変化し
ないように前記変換規則を制御することによって前記半
導体レーザの光出力・順方向電流特性の変動を補正する
補正手段とを有し、前記光・電気負帰還ループの制御電
流と，前記変換手段により生成された電流との和または
差の電流によって前記半導体レーザを制御する半導体レ
ーザ制御装置において、前記変換手段は、前記発光レベ
ル指令信号をアナログ信号電圧として前記半導体レーザ
の光出力・順方向電流特性を直線に近似して前記発光レ
ベル指令信号に対応する電流に変換する手段と、スィッ
チング信号により前記半導体レーザの順方向電流を設定
された電流値だけオン／オフするスィッチング手段とに
より構成し、かつ、前記検出手段及び前記補正手段とし
て、前記発光レベル指令信号が一定レベルのオフセット
を持つ一定レベルの振幅でパルス変調された一定期間に
前記光・電気負帰還ループの制御電流を前記発光レベル
指令信号のピークとボトムのタイミングでサンプリング
しこのピークとボトムに対応したサンプリング値の差電
圧の絶対値を最小にするように前記変換手段の変換係数
を制御し前記ボトムのタイミングに対応するサンプリン
グ値と前記発光レベル指令信号のボトム値に対応する電
圧との差電圧の絶対値を最小にするように前記スィッチ
ング手段の設定電流値を制御し他の期間には前記変換手
段の変換特性の傾き及び前記スィッチング手段の設定電
流値を保持する手段を有するので、簡単な構成で高速，
高精度，高分解能な半導体レーザ制御装置を実現でき
る。

請求項８記載の説明によれば、被駆動半導体レーザの
光出力を受光部により検知してこの受光部から得られる
前記半導体レーザの光出力に比例した受光信号と発光レ
ベル指令信号とが等しくなるように前記半導体レーザの
順方向電流を制御する光・電気負帰還ループと、前記半
導体レーザの光出力・順方向電流特性及び前記受光部と
前記半導体レーザとの結合係数，前記受光部の光入力・
受光信号特性に基づいて前記受光信号と前記発光レベル
指令信号とが等しくなるようにあらかじめ設定された変
換規則に従い前記発光レベル指令信号を前記半導体レー
ザの順方向電流に変換する変換手段と、前記光・電気負
帰還ループの制御電流を検出する検出手段と、この検出
手段からの検出信号により前記発光レベル指令信号が変
化しても前記光・電気負帰還ループの制御電流が変化し
ないように前記変換規則を制御することによって前記半
導体レーザの光出力・順方向電流特性の変動を補正する
補正手段とを有し、前記光・電気負帰還ループの制御電
流と，前記変換手段により生成された電流との和または
差の電流によって前記半導体レーザを制御する半導体レ
ーザ制御装置において、前記光・電気負帰還ループは、
前記半導体レーザの光出力を受光部により検知してこの
受光部から得られる前記半導体レーザの光出力に比例し
た受光電流と，第１の発光レベル指令信号を電流に変換
した発光レベル指令信号電流とが等しくなるように前記
半導体レーザの順方向電流を制御する第１の光・電気負
帰還ループと、前記受光電流に比例する電圧と前記発光
レベル指令信号とが等しくなるように前記第１の発光レ
ベル指令信号を制御する第２の光・電気負帰還ループと
により構成し、前記変換手段は、前記発光レベル指令信
号をアナログ信号電圧として前記半導体レーザの光出力
・順方向電流特性を直線に近似して前記発光レベル指令
信号に対応する電流に変換する手段と、スィッチング信
号により前記半導体レーザの順方向電流を設定された電
流値だけオン／オフするスィッチング手段とにより構成
し、かつ、前記検出手段及び前記補正手段として、前記
発光レベル指令信号が一定レベルのオフセットを持つ一
定レベルの振幅でパルス変調された一定期間に前記光・
電気負帰還ループの制御電流を前記発光レベル指令信号
のピークとボトムのタイミングでサンプリングしこのピ
ークとボトムに対応したサンプリング値の差電圧の絶対
値を最小にするように前記変換手段の変換係数を制御し
前記ボトムのタイミングに対応するサンプリング値と前
記発光レベル指令信号のボトム値に対応する電圧との差
電圧の絶対値を最小にするように前記スィッチング手段
の設定電流値を制御し他の期間には前記変換手段の変換
特性の傾き及び前記スィッチング手段の設定電流値を保
持する手段を有するので、簡単な構成で第１の光・電気
負帰還ループの開ループゲインを非常に大きくとること
なく高速，高精度，高分解能な半導体レーザ制御装置を
実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の各実施例を示すブロック
図、第４図及び第５図は半導体レーザ制御装置の各例を
示すブロック図、第６図乃至第14図は本発明の他の各実
施例を示すブロック図、第15図は本発明の他の実施例に
おける乗算器を示すブロック図、第16図は本発明の他の
実施例の一部を示すブロック図、第17図乃至第19図は本
発明を説明するための特性図である。 1,8……比較増幅器、2,20……電流変換器、３……半導
体レーザ、４……受光素子、6,19,61……差動増幅器、
７……光出力特性補正回路、Ｒ……抵抗、Ｃ……コンデ
ンサ、９……インピーダンス変換器、10,12……電圧・
電流変換器、11……加算器、13……減算器、14……電流
増幅器、23……スィッチング回路、29,30……エミッタ
フォロワ、33……乗算器、35……フィルタ、36,62,63…
…コンパレータ、37,40……アップダウンカウンタ、39,
41,55,57……ディジタル／アナログ変換器、52……加減
算器、53……アナログ／ディジタル変換器、54,56……
演算回路、58,59……サンプリング回路、60……インバ
ータ。

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被駆動半導体レーザの光出力を受光部によ
   り検知してこの受光部から得られる前記半導体レーザの
   光出力に比例した受光信号と発光レベル指令信号とが等
   しくなるように前記半導体レーザの順方向電流を制御す
   る光・電気負帰還ループと、前記半導体レーザの光出力
   ・順方向電流特性及び前記受光部と前記半導体レーザと
   の結合係数，前記受光部の光入力・受光信号特性に基づ
   いて前記受光信号と前記発光レベル指令信号とが等しく
   なるようにあらかじめ設定された変換規則に従い前記発
   光レベル指令信号を前記半導体レーザの順方向電流に変
   換する変換手段と、前記光・電気負帰還ループの制御電
   流を検出する検出手段と、この検出手段からの検出信号
   により前記発光レベル指令信号が変化しても前記光・電
   気負帰還ループの制御電流が変化しないように前記変換
   規則を制御することによって前記半導体レーザの光出力
   ・順方向電流特性の変動を補正する補正手段とを有し、
   前記光・電気負帰還ループの制御電流と，前記変換手段
   により生成された電流との和または差の電流によって前
   記半導体レーザを制御する半導体レーザ制御装置におい
   て、前記変換手段、前記検出手段及び前記補正手段とし
   て、前記発光レベル指令信号をアナログ信号電圧として
   前記半導体レーザの光出力・順方向電流特性を直線に近
   似して前記発光レベル指令信号に対応した電流に変換す
   る変換手段と、前記発光レベル指令信号が少なくとも２
   つ以上の異なるレベルに設定された一定期間に前記半導
   体レーザを発光させて前記光・電気負帰還ループの制御
   電流を検出する検出手段と、この検出手段からの検出信
   号により前記一定期間に前記半導体レーザの微分量子効
   率の変動を補正するように前記変換手段の変換特性の傾
   きを制御し他の期間には前記変換手段の変換特性の傾き
   を保持する補正手段とを有することを特徴とする半導体
   レーザ制御装置。
2. 【請求項２】被駆動半導体レーザの光出力を受光部によ
   り検知してこの受光部から得られる前記半導体レーザの
   光出力に比例した受光信号と発光レベル指令信号とが等
   しくなるように前記半導体レーザの順方向電流を制御す
   る光・電気負帰還ループと、前記半導体レーザの光出力
   ・順方向電流特性及び前記受光部と前記半導体レーザと
   の結合係数，前記受光部の光入力・受光信号特性に基づ
   いて前記受光信号と前記発光レベル指令信号とが等しく
   なるようにあらかじめ設定された変換規則に従い前記発
   光レベル指令信号を前記半導体レーザの順方向電流に変
   換する変換手段と、前記光・電気負帰還ループの制御電
   流を検出する検出手段と、この検出手段からの検出信号
   により前記発光レベル指令信号が変化しても前記光・電
   気負帰還ループの制御電流が変化しないように前記変換
   規則を制御することによって前記半導体レーザの光出力
   ・順方向電流特性の変動を補正する補正手段とを有し、
   前記光・電気負帰還ループの制御電流と，前記変換手段
   により生成された電流との和または差の電流によって前
   記半導体レーザを制御する半導体レーザ制御装置におい
   て、前記光・電気負帰還ループは、前記半導体レーザの
   光出力を受光部により検知してこの受光部から得られる
   前記半導体レーザの光出力に比例した受光電流と，第１
   の発光レベル指令信号を電流に変換した発光レベル指令
   信号電流とが等しくなるように前記半導体レーザの順方
   向電流を制御する第１の光・電気負帰還ループと、前記
   受光電流に比例する電圧と前記発光レベル指令信号とが
   等しくなるように前記第１の発光レベル指令信号を制御
   する第２の光・電気負帰還ループとにより構成し、前記
   変換手段、前記検出手段及び前記補正手段として、前記
   発光レベル指令信号をアナログ信号電圧として前記半導
   体レーザの光出力・順方向電流特性を直線に近似して前
   記発光レベル指令信号に対応した電流に変換する変換手
   段と、前記発光レベル指令信号が少なくとも２つ以上の
   異なるレベルに設定された一定期間に前記半導体レーザ
   を発光させて前記第１の光・電気負帰還ループの制御電
   流を検出する検出手段と、この検出手段からの検出信号
   により前記一定期間に前記半導体レーザの微分量子効率
   の変動を補正するように前記変換手段の変換特性の傾き
   を制御し他の期間には前記変換手段の変換特性の傾きを
   保持する補正手段とを有することを特徴とする半導体レ
   ーザ制御装置。
3. 【請求項３】被駆動半導体レーザの光出力を受光部によ
   り検知してこの受光部から得られる前記半導体レーザの
   光出力に比例した受光信号と発光レベル指令信号とが等
   しくなるように前記半導体レーザの順方向電流を制御す
   る光・電気負帰還ループと、前記半導体レーザの光出力
   ・順方向電流特性及び前記受光部と前記半導体レーザと
   の結合係数，前記受光部の光入力・受光信号特性に基づ
   いて前記受光信号と前記発光レベル指令信号とが等しく
   なるようにあらかじめ設定された変換規則に従い前記発
   光レベル指令信号を前記半導体レーザの順方向電流に変
   換する変換手段と、前記光・電気負帰還ループの制御電
   流を検出する検出手段と、この検出手段からの検出信号
   により前記発光レベル指令信号が変化しても前記光・電
   気負帰還ループの制御電流が変化しないように前記変換
   規則を制御することによって前記半導体レーザの光出力
   ・順方向電流特性の変動を補正する補正手段とを有し、
   前記光・電気負帰還ループの制御電流と，前記変換手段
   により生成された電流との和または差の電流によって前
   記半導体レーザを制御する半導体レーザ制御装置におい
   て、前記変換手段は、前記発光レベル指令信号をアナロ
   グ信号電圧として前記半導体レーザの光出力・順方向電
   流特性を直線に近似して前記発光レベル指令信号に対応
   する電流に変換する手段と、スィッチング信号により前
   記半導体レーザの順方向電流を設定された電流値だけオ
   ン／オフするスィッチング手段とにより構成し、かつ、
   前記検出手段及び前記補正手段として、前記発光レベル
   指令信号が少なくとも２つ以上の異なるレベルに設定さ
   れた一定期間に前記半導体レーザを発光させて前記光・
   電気負帰還ループの制御電流を検出する検出手段と、こ
   の検出手段からの検出信号により前記一定期間に前記半
   導体レーザの微分量子効率の変動を補正するように前記
   変換手段の変換特性の傾きを制御し他の期間には前記変
   換手段の変換特性の傾きを保持する補正手段とを有する
   ことを特徴とする半導体レーザ制御装置。
4. 【請求項４】被駆動半導体レーザの光出力を受光部によ
   り検知してこの受光部から得られる前記半導体レーザの
   光出力に比例した受光信号と発光レベル指令信号とが等
   しくなるように前記半導体レーザの順方向電流を制御す
   る光・電気負帰還ループと、前記半導体レーザの光出力
   ・順方向電流特性及び前記受光部と前記半導体レーザと
   の結合係数，前記受光部の光入力・受光信号特性に基づ
   いて前記受光信号と前記発光レベル指令信号とが等しく
   なるようにあらかじめ設定された変換規則に従い前記発
   光レベル指令信号を前記半導体レーザの順方向電流に変
   換する変換手段と、前記光・前記負帰還ループの制御電
   流を検出する検出手段と、この検出手段からの検出信号
   により前記発光レベル指令信号が変化しても前記光・電
   気負帰還ループの制御電流が変化しないように前記変換
   規則を制御することによって前記半導体レーザの光出力
   ・順方向電流特性の変動を補正する補正手段とを有し、
   前記光・電気負帰還ループの制御電流と，前記変換手段
   により生成された電流との和または差の電流によって前
   記半導体レーザを制御する半導体レーザ制御装置におい
   て、前記光・電気負帰還ループは、前記半導体レーザの
   光出力を受光部により検知してこの受光部から得られる
   前記半導体レーザの光出力に比例した受光電流と，第１
   の発光レベル指令信号を電流に変換した発光レベル指令
   信号電流とが等しくなるように前記半導体レーザの順方
   向電流を制御する第１の光・電気負帰還ループと、前記
   受光電流に比例する電圧と前記発光レベル指令信号とが
   等しくなるように前記第１の発光レベル指令信号を制御
   する第２の光・電気負帰還ループとにより構成し、前記
   変換手段は、前記発光レベル指令信号をアナログ信号電
   圧として前記半導体レーザの光出力・順方向電流特性を
   直線に近似して前記発光レベル指令信号に対応する電流
   に変換する手段と、スィッチング信号により前記半導体
   レーザの順方向電流を設定された電流値だけオン／オフ
   するスィッチング手段とにより構成し、かつ、前記検出
   手段及び前記補正手段として、前記発光レベル指令信号
   が少なくとも２つ以上の異なるレベルに設定された一定
   期間に前記半導体レーザを発光させて前記光・電気負帰
   還ループの制御電流を検出する検出手段と、この検出手
   段からの検出信号により前記一定期間に前記半導体レー
   ザの微分量子効率の変動を補正するように前記変換手段
   の変換特性の傾きを制御し他の期間には前記変換手段の
   変換特性の傾きを保持する補正手段とを有することを特
   徴とする半導体レーザ制御装置。
5. 【請求項５】被駆動半導体レーザの光出力を受光部によ
   り検知してこの受光部から得られる前記半導体レーザの
   光出力に比例した受光信号と発光レベル指令信号とが等
   しくなるように前記半導体レーザの順方向電流を制御す
   る光・電気負帰還ループと、前記半導体レーザの光出力
   ・順方向電流特性及び前記受光部と前記半導体レーザと
   の結合係数，前記受光部の光入力・受光信号特性に基づ
   いて前記受光信号と前記発光レベル指令信号とが等しく
   なるようにあらかじめ設定された変換規則に従い前記発
   光レベル指令信号を前記半導体レーザの順方向電流に変
   換する変換手段と、前記光・電気負帰還ループの制御電
   流を検出する検出手段と、この検出手段からの検出信号
   により前記発光レベル指令信号が変化しても前記光・電
   気負帰還ループの制御電流が変化しないように前記変換
   規則を制御することによって前記半導体レーザの光出力
   ・順方向電流特性の変動を補正する補正手段とを有し、
   前記光・電気負帰還ループの制御電流と，前記変換手段
   により生成された電流との和または差の電流によって前
   記半導体レーザを制御する半導体レーザ制御装置におい
   て、前記変換手段は、前記発光レベル指令信号をアナロ
   グ信号電圧として前記半導体レーザの光出力・順方向電
   流特性を直線に近似して前記発光レベル指令信号に対応
   する電流に変換する手段と、スィッチング信号により前
   記半導体レーザの順方向電流を設定された電流値だけオ
   ン／オフするスィッチング手段とにより構成し、かつ、
   前記検出手段及び前記補正手段として、前記発光レベル
   指令信号が一定のレベルの振幅に設定された一定期間に
   前記光・電気負帰還ループの制御電流の前記発光レベル
   指令信号に対する位相と振幅とを検出する検出手段と、
   この検出手段からの検出信号により前記一定期間に前記
   光・電気負帰還ループの制御電流の絶対値が最小になる
   ように前記変換手段の変換特性の傾きを制御し他の期間
   には前記変換手段の変換特性の傾きを保持する補正手段
   とを有することを特徴とする半導体レーザ制御装置。
6. 【請求項６】被駆動半導体レーザの光出力を受光部によ
   り検知してこの受光部から得られる前記半導体レーザの
   光出力に比例した受光信号と発光レベル指令信号とが等
   しくなるように前記半導体レーザの順方向電流を制御す
   る光・電気負帰還ループと、前記半導体レーザの光出力
   ・順方向電流特性及び前記受光部と前記半導体レーザと
   の結合係数，前記受光部の光入力・受光信号特性に基づ
   いて前記受光信号と前記発光レベル指令信号とが等しく
   なるようにあらかじめ設定された変換規則に従い前記発
   光レベル指令信号を前記半導体レーザの順方向電流に変
   換する変換手段と、前記光・電気負帰還ループの制御電
   流を検出する検出手段と、この検出手段からの検出信号
   により前記発光レベル指令信号が変化しても前記光・電
   気負帰還ループの制御電流が変化しないように前記変換
   規則を制御することによって前記半導体レーザの光出力
   ・順方向電流特性の変動を補正する補正手段とを有し、
   前記光・電気負帰還ループの制御電流と，前記変換手段
   により生成された電流との和または差の電流によって前
   記半導体レーザを制御する半導体レーザ制御装置におい
   て、前記光・電気負帰還ループは、前記半導体レーザの
   光出力を受光部により検知してこの受光部から得られる
   前記半導体レーザの光出力に比例した受光電流と，第１
   の発光レベル指令信号を電流に変換した発光レベル指令
   信号電流とが等しくなるように前記半導体レーザの順方
   向電流を制御する第１の光・電気負帰還ループと、前記
   受光電流に比例する電圧と前記発光レベル指令信号とが
   等しくなるように前記第１の発光レベル指令信号を制御
   する第２の光・電気負帰還ループとにより構成し、前記
   変換手段は、前記発光レベル指令信号をアナログ信号電
   圧として前記半導体レーザの光出力・順方向電流特性を
   直線に近似して前記発光レベル指令信号に対応する電流
   に変換する手段と、スィッチング信号により前記半導体
   レーザの順方向電流を設定された電流値だけオン／オフ
   するスィッチング手段とにより構成し、かつ、前記検出
   手段及び前記補正手段として、前記発光レベル指令信号
   が一定のレベルの振幅に設定された一定期間に前記光・
   電気負帰還ループの制御電流の前記発光レベル指令信号
   に対する位相と振幅とを検出する検出手段と、この検出
   手段からの検出信号により前記一定期間に前記光・電気
   負帰還ループの制御電流の絶対値が最小になるように前
   記変換手段の変換特性の傾きを制御し他の期間には前記
   変換手段の変換特性の傾きを保持する補正手段とを有す
   ることを特徴とする半導体レーザ制御装置。
7. 【請求項７】被駆動半導体レーザの光出力を受光部によ
   り検知してこの受光部から得られる前記半導体レーザの
   光出力に比例した受光信号と発光レベル指令信号とが等
   しくなるように前記半導体レーザの順方向電流を制御す
   る光・電気負帰還ループと、前記半導体レーザの光出力
   ・順方向電流特性及び前記受光部と前記半導体レーザと
   の結合係数，前記受光部の光入力・受光信号特性に基づ
   いて前記受光信号と前記発光レベル指令信号とが等しく
   なるようにあらかじめ設定された変換規則に従い前記発
   光レベル指令信号を前記半導体レーザの順方向電流に変
   換する変換手段と、前記光・電気負帰還ループの制御電
   流を検出する検出手段と、この検出手段からの検出信号
   により前記発光レベル指令信号が変化しても前記光・電
   気負帰還ループの制御電流が変化しないように前記変換
   規則を制御することによって前記半導体レーザの光出力
   ・順方向電流特性の変動を補正する補正手段とを有し、
   前記光・電気負帰還ループの制御電流と，前記変換手段
   により生成された電流との和または差の電流によって前
   記半導体レーザを制御する半導体レーザ制御装置におい
   て、前記変換手段は、前記発光レベル指令信号をアナロ
   グ信号電圧として前記半導体レーザの光出力・順方向電
   流特性を直線に近似して前記発光レベル指令信号に対応
   する電流に変換する手段と、スィッチング信号により前
   記半導体レーザの順方向電流を設定された電流値だけオ
   ン／オフするスィッチング手段とにより構成し、かつ、
   前記検出手段及び前記補正手段として、前記発光レベル
   指令信号が一定レベルのオフセットを持つ一定レベルの
   振幅でパルス変調された一定期間に前記光・電気負帰還
   ループの制御電流を前記発光レベル指令信号のピークと
   ボトムのタイミングでサンプリングしこのピークとボト
   ムに対応したサンプリング値の差電圧の絶対値を最小に
   するように前記変換手段の変換係数を制御し前記ボトム
   のタイミングに対応するサンプリング値と前記発光レベ
   ル指令信号のボトム値に対応する電圧との差電圧の絶対
   値を最小にするように前記スィッチング手段の設定電流
   値を制御し他の期間には前記変換手段の変換特性の傾き
   及び前記スィッチング手段の設定電流値を保持する手段
   を有することを特徴とする半導体レーザ制御装置。
8. 【請求項８】被駆動半導体レーザの光出力を受光部によ
   り検知してこの受光部から得られる前記半導体レーザの
   光出力に比例した受光信号と発光レベル指令信号とが等
   しくなるように前記半導体レーザの順方向電流を制御す
   る光・電気負帰還ループと、前記半導体レーザの光出力
   ・順方向電流特性及び前記受光部と前記半導体レーザと
   の結合係数，前記受光部の光入力・受光信号特性に基づ
   いて前記受光信号と前記発光レベル指令信号とが等しく
   なるようにあらかじめ設定された変換規則に従い前記発
   光レベル指令信号を前記半導体レーザの順方向電流に変
   換する変換手段と、前記光・電気負帰還ループの制御電
   流を検出する検出手段と、この検出手段からの検出信号
   により前記発光レベル指令信号が変化しても前記光・電
   気負帰還ループの制御電流が変化しないように前記変換
   規則を制御することによって前記半導体レーザの光出力
   ・順方向電流特性の変動を補正する補正手段とを有し、
   前記光・電気負帰還ループの制御電流と，前記変換手段
   により生成された電流との和または差の電流によって前
   記半導体レーザを制御する半導体レーザ制御装置におい
   て、前記光・電気負帰還ループは、前記半導体レーザの
   光出力を受光部により検知してこの受光部から得られる
   前記半導体レーザの光出力に比例した受光電流と，第１
   の発光レベル指令信号を電流に変換した発光レベル指令
   信号電流とが等しくなるように前記半導体レーザの順方
   向電流を制御する第１の光・電気負帰還ループと、前記
   受光電流に比例する電圧と前記発光レベル指令信号とが
   等しくなるように前記第１の発光レベル指令信号を制御
   する第２の光・電気負帰還ループとにより構成し、前記
   変換手段は、前記発光レベル指令信号をアナログ信号電
   圧として前記半導体レーザの光出力・順方向電流特性を
   直線に近似して前記発光レベル指令信号に対応する電流
   に変換する手段と、スィッチング信号により前記半導体
   レーザの順方向電流を設定された電流値だけオン／オフ
   するスィッチング手段とにより構成し、かつ、前記検出
   手段及び前記補正手段として、前記発光レベル指令信号
   が一定レベルのオフセットを持つ一定レベルの振幅でパ
   ルス変調された一定期間に前記光・電気負帰還ループの
   制御電流を前記発光レベル指令信号のピークとボトムの
   タイミングでサンプリングしこのピークとボトムに対応
   したサンプリング値の差電圧の絶対値を最小にするよう
   に前記変換手段の変換係数を制御し前記ボトムのタイミ
   ングに対応するサンプリング値と前記発光レベル指令信
   号のボトム値に対応する電圧との差電圧の絶対値を最小
   にするように前記スィッチング手段の設定電流値を制御
   し他の期間には前記変換手段の変換特性の傾き及び前記
   スィッチング手段の設定電流値を保持する手段を有する
   ことを特徴とする半導体レーザ制御装置。