JP3068723B2 - 半導体レーザーの駆動回路 - Google Patents
半導体レーザーの駆動回路Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、通信や信号処理に用い
られる半導体レーザーの駆動回路に関するものである。
られる半導体レーザーの駆動回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体レーザーの駆動回路は半導
体レーザーの出力を一定に制御すると共に、半導体レー
ザーの出力を強度変調するために用いられ、図５に示す
ように半導体レーザー１とその出力を観察するためのフ
ォトダイオード２は同一のパッケージＰに収容されてい
る。フォトダイオード２の出力電流はアンプ３で電圧に
変換され、アンプ４で設定値Ａと比較増幅されてトラン
ジスタ５に入力される。一方、高周波による交流信号は
端子６から入力され、抵抗７、８と可変抵抗９でバイア
スされてトランジスタ１０に入力される。また、半導体
レーザー１の出力は交流信号を遮断するためのコイル１
１を通ってトランジスタ５にフィードバックされる。
体レーザーの出力を一定に制御すると共に、半導体レー
ザーの出力を強度変調するために用いられ、図５に示す
ように半導体レーザー１とその出力を観察するためのフ
ォトダイオード２は同一のパッケージＰに収容されてい
る。フォトダイオード２の出力電流はアンプ３で電圧に
変換され、アンプ４で設定値Ａと比較増幅されてトラン
ジスタ５に入力される。一方、高周波による交流信号は
端子６から入力され、抵抗７、８と可変抵抗９でバイア
スされてトランジスタ１０に入力される。また、半導体
レーザー１の出力は交流信号を遮断するためのコイル１
１を通ってトランジスタ５にフィードバックされる。
【０００３】ここで、可変抵抗９により設定される一定
値の直流が定電圧電源１２からトランジスタ１０に流
れ、かつトランジスタ５には半導体レーザー１の出力が
フィードバックされるため、半導体レーザー１の出力は
トランジスタ１０とトランジスタ５により一定に制御さ
れる。
値の直流が定電圧電源１２からトランジスタ１０に流
れ、かつトランジスタ５には半導体レーザー１の出力が
フィードバックされるため、半導体レーザー１の出力は
トランジスタ１０とトランジスタ５により一定に制御さ
れる。
【０００４】通常、フォトダイオード２とアンプ３の間
の配線が不適切である場合に、半導体レーザー１に電流
が投入された瞬間、或いは半導体レーザー１の設定出力
が不適切である場合には、半導体レーザー１に電流が過
剰に流れることがある。このような過剰電流によって半
導体レーザー１が破壊しないように、通常ではリミッタ
１３が設けられ、半導体レーザー１の出力は一定値を越
えないように保護されている。
の配線が不適切である場合に、半導体レーザー１に電流
が投入された瞬間、或いは半導体レーザー１の設定出力
が不適切である場合には、半導体レーザー１に電流が過
剰に流れることがある。このような過剰電流によって半
導体レーザー１が破壊しないように、通常ではリミッタ
１３が設けられ、半導体レーザー１の出力は一定値を越
えないように保護されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来例は、周波数が多重されたアナログ信号に使用され
る場合には、高調波の発生を抑えるために非直線歪をで
きるだけ小さくしなければならないため、半導体レーザ
ー１とトランジスタ１０の特性に合わせて歪が最小にな
るようなバイアス条件に合うように、可変抵抗９を調節
しなければならない。また、可変抵抗９を調節する場合
にはトランジスタ１０に流れる電流が駆動回路毎に異な
ることとなるため、トランジスタ１０に流れる電流が大
きい場合にはリミッタ１３が働いても半導体レーザー１
に電流が過剰に流れてしまうという問題がある。
従来例は、周波数が多重されたアナログ信号に使用され
る場合には、高調波の発生を抑えるために非直線歪をで
きるだけ小さくしなければならないため、半導体レーザ
ー１とトランジスタ１０の特性に合わせて歪が最小にな
るようなバイアス条件に合うように、可変抵抗９を調節
しなければならない。また、可変抵抗９を調節する場合
にはトランジスタ１０に流れる電流が駆動回路毎に異な
ることとなるため、トランジスタ１０に流れる電流が大
きい場合にはリミッタ１３が働いても半導体レーザー１
に電流が過剰に流れてしまうという問題がある。
【０００６】また、屋外設置機器に使用される場合に
は、−１０〜＋６０℃程の環境温度に対応する必要があ
り、図６の電流Ｉと光出力Ｐの特性で示すように、最大
動作電流は半導体レーザー１の温度ｔにより変化し、温
度ｔが高いときにも出力Ｐが十分になるようにリミッタ
１３を設定すると、温度ｔが低いときにはリミッタ１３
が機能する前に電流値が過剰になることがある。この対
策として、半導体レーザー１の周辺に温度調節素子を設
けて、半導体レーザー１の温度ｔを一定に保つ方法も用
いられているが、この方法では電流投入時に半導体レー
ザー１の温度ｔが所定値に安定するまで効果が発揮され
ないという問題がある。
は、−１０〜＋６０℃程の環境温度に対応する必要があ
り、図６の電流Ｉと光出力Ｐの特性で示すように、最大
動作電流は半導体レーザー１の温度ｔにより変化し、温
度ｔが高いときにも出力Ｐが十分になるようにリミッタ
１３を設定すると、温度ｔが低いときにはリミッタ１３
が機能する前に電流値が過剰になることがある。この対
策として、半導体レーザー１の周辺に温度調節素子を設
けて、半導体レーザー１の温度ｔを一定に保つ方法も用
いられているが、この方法では電流投入時に半導体レー
ザー１の温度ｔが所定値に安定するまで効果が発揮され
ないという問題がある。
【０００７】本発明の目的は、上述した問題点を解消
し、どのような場合でも電流が過剰に流れることがない
半導体レーザーの駆動回路を提供することにある。
し、どのような場合でも電流が過剰に流れることがない
半導体レーザーの駆動回路を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明に係る半導体レーザーの駆動回路は、半導体
レーザーの出力を一定に制御すると共に、前記半導体レ
ーザーの出力を電気信号で強度変調して出力する半導体
レーザーの駆動回路において、前記半導体レーザーに順
方向に流れる電流が設定値に達する前は定電圧値を有
し、設定値に達した後は定電流値を有する電源回路と、
前記半導体レーザーの特定温度における最大動作電流に
応じて前記定電流値を設定する電流設定手段と、前記半
導体レーザーの温度を前記定電流値に帰還して前記最大
動作電流の温度特性に応じて前記定電流値を補正する電
流補正手段とを備えたことを特徴とする。
めの本発明に係る半導体レーザーの駆動回路は、半導体
レーザーの出力を一定に制御すると共に、前記半導体レ
ーザーの出力を電気信号で強度変調して出力する半導体
レーザーの駆動回路において、前記半導体レーザーに順
方向に流れる電流が設定値に達する前は定電圧値を有
し、設定値に達した後は定電流値を有する電源回路と、
前記半導体レーザーの特定温度における最大動作電流に
応じて前記定電流値を設定する電流設定手段と、前記半
導体レーザーの温度を前記定電流値に帰還して前記最大
動作電流の温度特性に応じて前記定電流値を補正する電
流補正手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
【作用】上述の構成を有する半導体レーザーの駆動回路
は、電源回路により半導体レーザーの出力を設定値に達
する前は定電圧に、設定値に達した後は定電流に制御
し、電流設定手段により半導体レーザーの特定温度にお
ける最大動作電流に応じて定電流の値を設定し、電流補
正手段により半導体レーザーの最大動作電流の温度特性
に応じて定電流の値を補正する。
は、電源回路により半導体レーザーの出力を設定値に達
する前は定電圧に、設定値に達した後は定電流に制御
し、電流設定手段により半導体レーザーの特定温度にお
ける最大動作電流に応じて定電流の値を設定し、電流補
正手段により半導体レーザーの最大動作電流の温度特性
に応じて定電流の値を補正する。
【００１０】
【実施例】本発明を図１〜図４に図示の実施例に基づい
て詳細に説明する。図１は実施例のブロック回路構成図
であり、電源２１の出力はトランジスタ２２及び抵抗２
３を経て半導体レーザー２４に接続され、半導体レーザ
ー２４の出力はフォトダイオード２５で観察されるよう
になっている。これらの半導体レーザー２４とフォトダ
イオード２５は同一のパッケージＰに収納されている。
半導体レーザー２４に流れる電流は抵抗２３とアンプ２
６で検出され、半導体レーザー２４に加わる電圧は抵抗
２７、２８とアンプ２９で検出されるようになってい
る。
て詳細に説明する。図１は実施例のブロック回路構成図
であり、電源２１の出力はトランジスタ２２及び抵抗２
３を経て半導体レーザー２４に接続され、半導体レーザ
ー２４の出力はフォトダイオード２５で観察されるよう
になっている。これらの半導体レーザー２４とフォトダ
イオード２５は同一のパッケージＰに収納されている。
半導体レーザー２４に流れる電流は抵抗２３とアンプ２
６で検出され、半導体レーザー２４に加わる電圧は抵抗
２７、２８とアンプ２９で検出されるようになってい
る。
【００１１】一方、半導体レーザー２４の温度は温度セ
ンサ３０で検出され、アンプ３１により設定電流を補正
するための補正電圧に変換されてアンプ３２に入力され
る。可変抵抗３３では半導体レーザー２４に流れる電流
が設定され、設定電流の信号電圧とアンプ３１からの補
正電圧がアンプ３２で加算される。この加算信号電圧は
アンプ３４に入力され、アンプ３４にはアンプ２６から
の検出電流が入力され、アンプ３４では検出電流と設定
電流が比較される。更に、可変抵抗３５では半導体レー
ザー２４に加わる電圧が設定され、設定電圧はアンプ２
９に入力され、アンプ２９では検出電圧と設定電圧が比
較される。
ンサ３０で検出され、アンプ３１により設定電流を補正
するための補正電圧に変換されてアンプ３２に入力され
る。可変抵抗３３では半導体レーザー２４に流れる電流
が設定され、設定電流の信号電圧とアンプ３１からの補
正電圧がアンプ３２で加算される。この加算信号電圧は
アンプ３４に入力され、アンプ３４にはアンプ２６から
の検出電流が入力され、アンプ３４では検出電流と設定
電流が比較される。更に、可変抵抗３５では半導体レー
ザー２４に加わる電圧が設定され、設定電圧はアンプ２
９に入力され、アンプ２９では検出電圧と設定電圧が比
較される。
【００１２】アンプ３４からの比較電流とアンプ２９か
らの比較電圧は処理部３６に入力され、トランジスタ２
２が所要の電流・電圧を出力するように処理される。処
理部３６で処理された信号はトランジスタ２２のベース
に必要な電圧として出力され、半導体レーザー２４の電
流、電圧が図２に示すように制御される。ここでは、半
導体レーザー２４に流れる電流は、温度センサ３０と可
変抵抗３３で決まる設定電流値以下である場合には定電
圧動作を行い、電流が増加して設定電流値に達すると定
電流動作に移って、設定電流値を越えないように制限さ
れる。なお、アンプ３１の出力は例えば室温のような特
性温度で０となるように設定されている。
らの比較電圧は処理部３６に入力され、トランジスタ２
２が所要の電流・電圧を出力するように処理される。処
理部３６で処理された信号はトランジスタ２２のベース
に必要な電圧として出力され、半導体レーザー２４の電
流、電圧が図２に示すように制御される。ここでは、半
導体レーザー２４に流れる電流は、温度センサ３０と可
変抵抗３３で決まる設定電流値以下である場合には定電
圧動作を行い、電流が増加して設定電流値に達すると定
電流動作に移って、設定電流値を越えないように制限さ
れる。なお、アンプ３１の出力は例えば室温のような特
性温度で０となるように設定されている。
【００１３】このような半導体レーザー２４の出力を調
整する際には、先ず半導体レーザー２４の種別に応じて
必要とされる電圧を可変抵抗３５により設定する。ここ
で半導体レーザー２４の種別が同じであれば設定電圧を
変更する必要はない。次に、個々の半導体レーザー２４
によりばらつきのある最大許容電流よりも若干小さ目の
電流を可変抵抗３３により設定する。電圧と電流を設定
した後に半導体レーザー２４の温度が変化すると、温度
センサ３０が検出した温度に応じて低温側で負、高温側
で正となるような補正電圧がアンプ３１から出力され
る。この補正電圧は可変抵抗３３により設定された設定
電流の信号電圧にアンプ３２で加算され、更にアンプ３
４で検出電流と比較されて処理部３６に入力される。こ
のときの補正電圧の大きさは、半導体レーザー２４の動
作電流の温度特性に応じている。処理部３６で処理され
た信号はトランジスタ２２のベースに入力され、トラン
ジスタ２２により半導体レーザー２４の出力が一定に制
御される。
整する際には、先ず半導体レーザー２４の種別に応じて
必要とされる電圧を可変抵抗３５により設定する。ここ
で半導体レーザー２４の種別が同じであれば設定電圧を
変更する必要はない。次に、個々の半導体レーザー２４
によりばらつきのある最大許容電流よりも若干小さ目の
電流を可変抵抗３３により設定する。電圧と電流を設定
した後に半導体レーザー２４の温度が変化すると、温度
センサ３０が検出した温度に応じて低温側で負、高温側
で正となるような補正電圧がアンプ３１から出力され
る。この補正電圧は可変抵抗３３により設定された設定
電流の信号電圧にアンプ３２で加算され、更にアンプ３
４で検出電流と比較されて処理部３６に入力される。こ
のときの補正電圧の大きさは、半導体レーザー２４の動
作電流の温度特性に応じている。処理部３６で処理され
た信号はトランジスタ２２のベースに入力され、トラン
ジスタ２２により半導体レーザー２４の出力が一定に制
御される。
【００１４】図３、図４は第２の実施例の要部構成図で
あり、ここではアンプ３１にツェナダイオード３７を配
置することにより、設定電流に制限を設けるだけではな
く、更に温度検出信号にも制限を設けるようにしてい
る。このことにより、半導体レーザー２４の温度が異常
に上昇しても、電流の制限値自体が制限され、半導体レ
ーザー２４に相当量の電流が流れるまで電流制限が働ら
かないということはなくなる。つまり半導体レーザー２
４の温度が異常に上昇した場合は、半導体レーザー２４
の出力を低下させて、半導体レーザー２４の発熱量を制
限するようになっている。
あり、ここではアンプ３１にツェナダイオード３７を配
置することにより、設定電流に制限を設けるだけではな
く、更に温度検出信号にも制限を設けるようにしてい
る。このことにより、半導体レーザー２４の温度が異常
に上昇しても、電流の制限値自体が制限され、半導体レ
ーザー２４に相当量の電流が流れるまで電流制限が働ら
かないということはなくなる。つまり半導体レーザー２
４の温度が異常に上昇した場合は、半導体レーザー２４
の出力を低下させて、半導体レーザー２４の発熱量を制
限するようになっている。
【００１５】このように、上述した実施例は従来のよう
な半導体レーザーの出力安定化回路や高周波部のバイア
ス回路とは全く独立して動作するため、従来例の可変抵
抗９の設定の仕方にも左右されず、半導体レーザー２４
に電源を投入する瞬間の過渡状態や、不適切な出力設定
の影響を受けることがない。また、フォトダイオード２
５の信号の導通不良や、半導体レーザー２４の安定化回
路の予期しない動作不良にも影響を受けず、半導体レー
ザー２４の安全が確実に保障される。
な半導体レーザーの出力安定化回路や高周波部のバイア
ス回路とは全く独立して動作するため、従来例の可変抵
抗９の設定の仕方にも左右されず、半導体レーザー２４
に電源を投入する瞬間の過渡状態や、不適切な出力設定
の影響を受けることがない。また、フォトダイオード２
５の信号の導通不良や、半導体レーザー２４の安定化回
路の予期しない動作不良にも影響を受けず、半導体レー
ザー２４の安全が確実に保障される。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る半導体
レーザーの駆動回路は、半導体レーザーの出力を、電流
設定手段で設定した設定値に達する前は定電圧値に制御
し、設定値に達した後は定電流値に制御し、更に半導体
レーザーの温度による設定値の変化を補正手段で補正す
るため、半導体レーザーに過剰な電流が流れることがな
くなり、信頼性が向上する。
レーザーの駆動回路は、半導体レーザーの出力を、電流
設定手段で設定した設定値に達する前は定電圧値に制御
し、設定値に達した後は定電流値に制御し、更に半導体
レーザーの温度による設定値の変化を補正手段で補正す
るため、半導体レーザーに過剰な電流が流れることがな
くなり、信頼性が向上する。
【図１】第１の実施例のブロック回路構成図である。
【図２】出力特性のグラフ図である。
【図３】第２の実施例のブロック回路図である。
【図４】ブロック回路図である。
【図５】従来例のブロック回路構成図である。
【図６】出力特性のグラフ図である。
２１ 電源 ２２ トランジスタ ２４ 半導体レーザー ２５ フォトダイオード ３０ 温度センサ ３３、３５ 可変抵抗 ３６ 処理部 ３７ ツェナダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−114091（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−235448（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−210683（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−206181（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−147476（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−21089（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−265287（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−361579（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−206187（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−259544（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−51475（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体レーザーの出力を一定に制御する
と共に、前記半導体レーザーの出力を電気信号で強度変
調して出力する半導体レーザーの駆動回路において、前
記半導体レーザーに順方向に流れる電流が設定値に達す
る前は定電圧値を有し、設定値に達した後は定電流値を
有する電源回路と、前記半導体レーザーの特定温度にお
ける最大動作電流に応じて前記定電流値を設定する電流
設定手段と、前記半導体レーザーの温度を前記定電流値
に帰還して前記最大動作電流の温度特性に応じて前記定
電流値を補正する電流補正手段とを備えたことを特徴と
する半導体レーザーの駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5034105A JP3068723B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 半導体レーザーの駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5034105A JP3068723B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 半導体レーザーの駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06232484A JPH06232484A (ja) | 1994-08-19 |
| JP3068723B2 true JP3068723B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=12405003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5034105A Expired - Fee Related JP3068723B2 (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 半導体レーザーの駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3068723B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7224380B2 (en) | 2003-08-08 | 2007-05-29 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Light-emitting device driver and image forming apparatus |
-
1993
- 1993-01-29 JP JP5034105A patent/JP3068723B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7224380B2 (en) | 2003-08-08 | 2007-05-29 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Light-emitting device driver and image forming apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06232484A (ja) | 1994-08-19 |
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Legal Events
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