JPH02205086A - 半導体レーザ制御装置 - Google Patents
半導体レーザ制御装置Info
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- JPH02205086A JPH02205086A JP1024925A JP2492589A JPH02205086A JP H02205086 A JPH02205086 A JP H02205086A JP 1024925 A JP1024925 A JP 1024925A JP 2492589 A JP2492589 A JP 2492589A JP H02205086 A JPH02205086 A JP H02205086A
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- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 13
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- Semiconductor Lasers (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はレーザプリンタ、光デイスク装置、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。
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。
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、近年光デイ
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。
り高速に直接変調を行うことができるので、近年光デイ
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A P C(A utomatie Power
Control)回路が提案されている。
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A P C(A utomatie 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。
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。
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一4
= 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9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
パワー設定油量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。
= 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9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
パワー設定油量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二定になるように制御したりして
半導体し一ザの光出力を所望の値に制御する方式。
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二定になるように制御したりして
半導体し一ザの光出力を所望の値に制御する方式。
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。
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。
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fo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。
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fo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= pH(1−exp(−2n f ot )
)Pout:半導体レーザの光出力 Po=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、設定された時間で。が経過す
るまでの全光量(光出力の積分値fp out)が所定
の値となることが必要とされ、2πf0τ。)]) となる。仮に、τ。=50ns、誤差の許容範囲を0.
4%とした場合f 、 >800MH2としなければな
らず、これは極めて困難である。
)Pout:半導体レーザの光出力 Po=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、設定された時間で。が経過す
るまでの全光量(光出力の積分値fp out)が所定
の値となることが必要とされ、2πf0τ。)]) となる。仮に、τ。=50ns、誤差の許容範囲を0.
4%とした場合f 、 >800MH2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。
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。
また光デイ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。
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。
半導体レーザ制御装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1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。
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発光
レベル指令信号を前記半導体レーザの光電流に変換する
変換手段とを有し、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ようにした
ものであり、請求項2の発明は請求項1記載の半導体レ
ーザ制御装置において、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。
レベル指令信号を前記半導体レーザの光電流に変換する
変換手段とを有し、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ようにした
ものであり、請求項2の発明は請求項1記載の半導体レ
ーザ制御装置において、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請求項1記載の発光レベル指
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請
求項1記載の光・電気負帰還ループを構成するようにし
たものであり、 請求項3の発明は請求項1記載の半導体レーザ制御装置
において、前記変換手段が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
比例した電流に変換するようにしたものであり、 請求項4の発明は請求項2記載の半導体レーザ制御装置
において、前記変換手段が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
比例した電流に変換するようにしたものであり、 請求項5の発明は請求項1記載の半導体レーザ制御装置
において、前記変換手段が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
向電流特性を折れ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ようにしたものであり、 請求項6の発明は請求項2記載の半導体レーザ制御装置
において、前記変換手段が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
向電流特性を折れ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ようにしたものであり、 請求項7の発明は請求項1記載の半導体レーザ制御装置
において、前記発光レベル指令信号をディジタル信号と
し、前記変換手段が前記発光レベル指令信号を前記半導
体レーザの光出力−順方向電流特性を補正した信号に変
換する変換テーブルと、この変換テーブルにより変換さ
れた信号を前記半導体レーザの順方向電流に変換するデ
ィジタル/アナログ変換器とを有するようにしたもので
あり、 請求項8の発明は請求項2記載の半導体レーザ制御装置
において、前記発光レベル指令信号をディジタル信号と
し、前記変換手段が前記発光レベル指令信号を前記半導
体レーザの光出力−順方向電流特性を補正した信号に変
換する変換テーブルと、この変換テーブルにより変換さ
れた信号を前記半導体レーザの順方向電流に変換するデ
ィジタル/アナログ変換器とを有するようにしたもので
ある。
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請求項1記載の発光レベル指
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請
求項1記載の光・電気負帰還ループを構成するようにし
たものであり、 請求項3の発明は請求項1記載の半導体レーザ制御装置
において、前記変換手段が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
比例した電流に変換するようにしたものであり、 請求項4の発明は請求項2記載の半導体レーザ制御装置
において、前記変換手段が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
比例した電流に変換するようにしたものであり、 請求項5の発明は請求項1記載の半導体レーザ制御装置
において、前記変換手段が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
向電流特性を折れ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ようにしたものであり、 請求項6の発明は請求項2記載の半導体レーザ制御装置
において、前記変換手段が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
向電流特性を折れ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ようにしたものであり、 請求項7の発明は請求項1記載の半導体レーザ制御装置
において、前記発光レベル指令信号をディジタル信号と
し、前記変換手段が前記発光レベル指令信号を前記半導
体レーザの光出力−順方向電流特性を補正した信号に変
換する変換テーブルと、この変換テーブルにより変換さ
れた信号を前記半導体レーザの順方向電流に変換するデ
ィジタル/アナログ変換器とを有するようにしたもので
あり、 請求項8の発明は請求項2記載の半導体レーザ制御装置
において、前記発光レベル指令信号をディジタル信号と
し、前記変換手段が前記発光レベル指令信号を前記半導
体レーザの光出力−順方向電流特性を補正した信号に変
換する変換テーブルと、この変換テーブルにより変換さ
れた信号を前記半導体レーザの順方向電流に変換するデ
ィジタル/アナログ変換器とを有するようにしたもので
ある。
請求項1の発明では光・電気負帰還ループが半導体レー
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半導体レーザの順方
向電流を制御し、変換手段が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
て前記発光レベル指令信号を半導体レーザの光電流に変
換する。半導体レーザは光・電気負帰還ループの制御電
流と変換手段により生成された電流との和または差の電
流によって制御される。
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半導体レーザの順方
向電流を制御し、変換手段が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
て前記発光レベル指令信号を半導体レーザの光電流に変
換する。半導体レーザは光・電気負帰還ループの制御電
流と変換手段により生成された電流との和または差の電
流によって制御される。
請求項2の発明では第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請求項1記載の発光
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
ベル指令信号を特徴する 請求項3の発明では変換手段が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
号に比例した電流に変換する。
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請求項1記載の発光
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
ベル指令信号を特徴する 請求項3の発明では変換手段が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
号に比例した電流に変換する。
請求項4の発明では変換手段が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
号に比例した電流に変換する。
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
号に比例した電流に変換する。
請求項5の発明では変換手段が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−
順方向電流特性を折れ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。
をアナログ信号電圧として前記半導体レーザの光出力−
順方向電流特性を折れ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。
請求項6の発明では変換手段が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−
順方向電流特性を折れ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。
をアナログ信号電圧として前記半導体レーザの光出力−
順方向電流特性を折れ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。
請求項7の発明では変換手段において前記発光レベル指
令信号が変換テーブルにより前記半導体レーザの光出力
−順方向電流特性を補正した信号に変換されてディジタ
ル/アナログ変換器により前記半導体レーザの順方向電
流に変換される。
令信号が変換テーブルにより前記半導体レーザの光出力
−順方向電流特性を補正した信号に変換されてディジタ
ル/アナログ変換器により前記半導体レーザの順方向電
流に変換される。
請求項8の発明でも変換手段において前記発光レベル指
令信号が変換テーブルにより前記半導体レーザの光出力
−順方向電流特性を補正した信号に変換されてディジタ
ル/アナログ変換器により前記半導体レーザの順方向電
流に変換される。
令信号が変換テーブルにより前記半導体レーザの光出力
−順方向電流特性を補正した信号に変換されてディジタ
ル/アナログ変換器により前記半導体レーザの順方向電
流に変換される。
第1図は発明の一実施例を示す。
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。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)を出力量る
。
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)を出力量る
。
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。
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差
周波数をfoとし、DCゲインを10000とした場合
、半導体レーザ3の光出力P outのステップ応答特
性は次のように近似できる。
周波数をfoとし、DCゲインを10000とした場合
、半導体レーザ3の光出力P out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(−2π
f 、 t )PL:t=ω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。
f 、 t )PL:t=ω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。
したがって、仮に電流変換器2により設定された光量P
S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。また、外乱等によりPSが5%変
動したとしてもf 0= 40MH2程度であれば、1
0ns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。
S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。また、外乱等によりPSが5%変
動したとしてもf 0= 40MH2程度であれば、1
0ns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f 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差周波数は、τo= 50ns
とした場合40MH2以上であればよく、この程度の交
叉周波数ならば容易に実現できる。
された時間τ。が経過するまでの全光量(光出力の積分
値f 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差周波数は、τo= 50ns
とした場合40MH2以上であればよく、この程度の交
叉周波数ならば容易に実現できる。
さらに、この実施例では電流変換器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。
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。
このようにこの実施例によれば高速、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2図は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5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6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fIt5と電圧−電流変換器7に入力さ
れ、電圧−電流変換器7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7の出力電流はイン
ピーダンス変換器6の出力電流と加算器8で加算され、
受光素子4に発生した光起電流工Sと等しい電流■。ど
なる。一方、比較増幅器5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5の出力電圧が電圧−電流変換器9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lOは電圧−電流変換器9からの第1の発
光レベル指令信号電流ILより加算器8からの電流1.
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11により増幅されて半導体レーザ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C9
抵抗R,インピーダンス変換器6.電圧−電流変換器7
.加算器8.減算器10.電流増幅器11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9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5.電圧−電流変換器9は受光素子4の光起電流
Isに比例する電圧と外部からの第2の発光レベル指令
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。
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6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fIt5と電圧−電流変換器7に入力さ
れ、電圧−電流変換器7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7の出力電流はイン
ピーダンス変換器6の出力電流と加算器8で加算され、
受光素子4に発生した光起電流工Sと等しい電流■。ど
なる。一方、比較増幅器5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5の出力電圧が電圧−電流変換器9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lOは電圧−電流変換器9からの第1の発
光レベル指令信号電流ILより加算器8からの電流1.
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11により増幅されて半導体レーザ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C9
抵抗R,インピーダンス変換器6.電圧−電流変換器7
.加算器8.減算器10.電流増幅器11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9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5.電圧−電流変換器9は受光素子4の光起電流
Isに比例する電圧と外部からの第2の発光レベル指令
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は第2の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8からの電流工。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第2
の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、第2の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に第2の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
の出力電流と電流増幅器11の出力電流との和の・電流
が半導体レーザ3の順方向電流となる。
の高い成分に関しては加算器8からの電流工。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第2
の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、第2の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に第2の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
の出力電流と電流増幅器11の出力電流との和の・電流
が半導体レーザ3の順方向電流となる。
ここで、前記第1の光・電気負帰還ループの開ループで
の交差周波数をfo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
10000とした場合、半導体レーザ3の光出力P o
utのステップ応答特性は次のように近似できる。
の交差周波数をfo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
10000とした場合、半導体レーザ3の光出力P o
ut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(−2t
c f at )pt、:、t=ψにおける光出力 PS:電流変換器2により設定された光量節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の光・電気負帰還ループでの定常誤差は(
PS−PL)730程度になる。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
、半導体レーザ3の光出力が瞬時にPLに等しくなり、
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、 f、 =40MH2程度でかつ第1の光・電気
負帰還ループのDCゲインが30程度であれば、Ion
s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。
c f at )pt、:、t=ψにおける光出力 PS:電流変換器2により設定された光量節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の光・電気負帰還ループでの定常誤差は(
PS−PL)730程度になる。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
、半導体レーザ3の光出力が瞬時にPLに等しくなり、
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、 f、 =40MH2程度でかつ第1の光・電気
負帰還ループのDCゲインが30程度であれば、Ion
s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
された時間で。が経過するまでの全光量(光出力の積分
値f 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差周波数は、τ。= 50ns
とした場合40MH2以上であればよく、また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。
された時間で。が経過するまでの全光量(光出力の積分
値f 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差周波数は、τ。= 50ns
とした場合40MH2以上であればよく、また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。
さらに、この実施例では電流変換器12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12を接続する構
成とすれば電流変換器12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。
・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12を接続する構
成とすれば電流変換器12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3図は本発明の他の実施例を示す。
この実施例は上記第2図の実施例において、第2の発光
レベル指令信号の代りに比較増幅器5の出力電圧を電流
変換器13に入力するようにしたものであり、電流変換
器13は第2の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8からの電流工。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5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、第2の
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
なるように比較増幅器5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。
レベル指令信号の代りに比較増幅器5の出力電圧を電流
変換器13に入力するようにしたものであり、電流変換
器13は第2の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8からの電流工。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5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、第2の
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
なるように比較増幅器5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6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14
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。
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14は差動増幅器15.トランジスタ1
6及び抵抗R0により構成され、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。すなわち発光レベ
ル指令信号Vsが差動増幅器15に入力され、トランジ
スタ16及び抵抗R0によりVs/Roの電流に変換さ
れる。このVs/R,の電流と比較増幅器1の出力電流
AΔVとの和の電流V s / Ra +AΔVが半導
体レーザ3の順方向電流となり、半導体レーザ3は順方
向電流Vs/Ro+AΔVにより決まる光出力P。を出
力する。
6及び抵抗R0により構成され、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。すなわち発光レベ
ル指令信号Vsが差動増幅器15に入力され、トランジ
スタ16及び抵抗R0によりVs/Roの電流に変換さ
れる。このVs/R,の電流と比較増幅器1の出力電流
AΔVとの和の電流V s / Ra +AΔVが半導
体レーザ3の順方向電流となり、半導体レーザ3は順方
向電流Vs/Ro+AΔVにより決まる光出力P。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。この場合光出力P。は次の
ように表わすことができる。
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。この場合光出力P。は次の
ように表わすことができる。
1+α577A
α:受光素子3と半導体レーザ4との結合係数S:受光
素子3の放射感度 A:比較増幅器1の増幅率 ΔV = V s / R1−αS P nVsがV、
(V、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第2図の実施例の場合と同様
に exp(−2πf、t) と近似できる。
素子3の放射感度 A:比較増幅器1の増幅率 ΔV = V s / R1−αS P nVsがV、
(V、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第2図の実施例の場合と同様
に exp(−2πf、t) と近似できる。
したがってR=αSηR0となるように設定すれば、簡
単な構成により第2図の実施例と同等な効果が得られる
。
単な構成により第2図の実施例と同等な効果が得られる
。
この実施例における電流変換器14は第7図乃至第10
図に示すような構成のものを用いてもよい。
図に示すような構成のものを用いてもよい。
第7図に示す電流変換器はトランジスタ17〜20、電
流源21、電圧源22、抵抗23〜27により構成され
、第8図に示す電流変換器は電界効果トランジスタ28
及び抵抗29により構成されている。第9図に示す電流
変換器はトランジスタ30及び抵抗31により構成され
、第10図に示す電流変換器はトランジスタ32〜35
、電流源36、電圧源37、抵抗38〜4zにより構成
されている。これらの電流変換器は上記電流変換器14
と同様に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)
を出力し、すなわち発光レベル指令信号を半導体レーザ
3の光出力−順方向電流特性を直線に近似して発光レベ
ル指令信号に比例する電流に変換する。
流源21、電圧源22、抵抗23〜27により構成され
、第8図に示す電流変換器は電界効果トランジスタ28
及び抵抗29により構成されている。第9図に示す電流
変換器はトランジスタ30及び抵抗31により構成され
、第10図に示す電流変換器はトランジスタ32〜35
、電流源36、電圧源37、抵抗38〜4zにより構成
されている。これらの電流変換器は上記電流変換器14
と同様に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)
を出力し、すなわち発光レベル指令信号を半導体レーザ
3の光出力−順方向電流特性を直線に近似して発光レベ
ル指令信号に比例する電流に変換する。
第4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5及び電流変換器14
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6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5と電圧−電流変換器7に入力され
、電圧−電流変換器7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7の出力電流はインピ
ーダンス変換器6の出力電流と加算器8で加算され、受
光素子4に発生した光起電流工Sと等しい電流工。とな
る。一方、比較増幅器5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5の出力電圧が電圧−電流変換器9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lOは電圧−電流変換器9からの第1の発光
レベル指令信号電流ILより加算器8からの電流工。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11により増幅されて半導体レーザ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C1抵
抗R,インピーダンス変換器6.電圧−電流変換器7.
加算器8.減算器10.電流増幅器11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9からの第1の発光レベル指令信号電流I
L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5.電圧−電流変換器9は受光素子4の光起電流I
sに比例する電圧と外部からの第2の発光レベル指令信
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
。
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6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5と電圧−電流変換器7に入力され
、電圧−電流変換器7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7の出力電流はインピ
ーダンス変換器6の出力電流と加算器8で加算され、受
光素子4に発生した光起電流工Sと等しい電流工。とな
る。一方、比較増幅器5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5の出力電圧が電圧−電流変換器9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lOは電圧−電流変換器9からの第1の発光
レベル指令信号電流ILより加算器8からの電流工。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11により増幅されて半導体レーザ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C1抵
抗R,インピーダンス変換器6.電圧−電流変換器7.
加算器8.減算器10.電流増幅器11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9からの第1の発光レベル指令信号電流I
L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5.電圧−電流変換器9は受光素子4の光起電流I
sに比例する電圧と外部からの第2の発光レベル指令信
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14は差動増幅器15.トランジスタ1
6及び抵抗R8により構成され、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。すなわち発光レベ
ル指令信号Vsが差動増幅器15に入力され、トランジ
スタ16及び抵抗R0によりVs/R0の電流に変換さ
れる。このV s / Roの電流と比較増幅器1の出
力電流AΔVとの和の電流V s / Ro + AΔ
■が半導体レーザ3の順方向電流となり、半導体レーザ
3は順方向電流Vs/Ro+AΔVにより決まる光出力
P0を出力する。
6及び抵抗R8により構成され、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。すなわち発光レベ
ル指令信号Vsが差動増幅器15に入力され、トランジ
スタ16及び抵抗R0によりVs/R0の電流に変換さ
れる。このV s / Roの電流と比較増幅器1の出
力電流AΔVとの和の電流V s / Ro + AΔ
■が半導体レーザ3の順方向電流となり、半導体レーザ
3は順方向電流Vs/Ro+AΔV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。この場合光出力P。は次の
ように表わすことができる。
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。この場合光出力P。は次の
ように表わすことができる。
1+αS ηA
α:受光素子3と半導体レーザ4との結合係数S:受光
素子3の放射感度 R1:電圧−電流変換器9の変換係数 A:比較増幅器1の増幅率 IL=αSP。
素子3の放射感度 R1:電圧−電流変換器9の変換係数 A:比較増幅器1の増幅率 IL=αSP。
VsがV。(V、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第2図の実施例の
場合と同様に exp(−2πf、t) と近似できる。
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第2図の実施例の
場合と同様に exp(−2πf、t) と近似できる。
したがってR=αSηR0となるように設定すれば、簡
単な構成により第2図の実施例と同等な効果が得られる
。
単な構成により第2図の実施例と同等な効果が得られる
。
第5図は本発明の他の実施例を示す。
この実施例は上記第4図の実施例において、第2の発光
レベル指令信号の代りに比較増幅器5の出力電圧を電流
変換器14に入力するようにしだものであり、電流変換
器14は差動増幅器15.トランジスタ16及び抵抗R
0により構成され、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5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
。
レベル指令信号の代りに比較増幅器5の出力電圧を電流
変換器14に入力するようにしだものであり、電流変換
器14は差動増幅器15.トランジスタ16及び抵抗R
0により構成され、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5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。すなわち比較増幅器5の出力
電圧が差動増幅器15に入力され、トランジスタ16及
び抵抗R0によりV s / Roの電流に変換される
。
された電流)を出力する。すなわち比較増幅器5の出力
電圧が差動増幅器15に入力され、トランジスタ16及
び抵抗R0によりV s / Roの電流に変換される
。
以上説明した実施例では電流変換器を一般的なものと、
直線に近似したものを用いたが、折れ線に近似するもの
を用いることもできる。第11図乃至第13図は上記実
施例において電流変換器として用いることができる折れ
線近似による電流変換器の各側を示す。
直線に近似したものを用いたが、折れ線に近似するもの
を用いることもできる。第11図乃至第13図は上記実
施例において電流変換器として用いることができる折れ
線近似による電流変換器の各側を示す。
第11図に示す電流変換器は差動増幅器43、トランジ
スタ44、ダイオード45、電圧源46、抵抗47〜4
9により構成され、折れ点が電圧源46の電圧により決
まる。第12図に示す電流変換器はトランジスタ50〜
53、電流源54、ダイオード55,56、電圧源57
〜59、抵抗60〜67により構成され、折れ点が電圧
源57.58の電圧により決まる。第13図に示す電流
変換器はトランジスタ68〜73、電流源74〜77、
電圧源78,79、抵抗80〜83により構成され、折
れ点が電圧源78.79の電圧により決まる。
スタ44、ダイオード45、電圧源46、抵抗47〜4
9により構成され、折れ点が電圧源46の電圧により決
まる。第12図に示す電流変換器はトランジスタ50〜
53、電流源54、ダイオード55,56、電圧源57
〜59、抵抗60〜67により構成され、折れ点が電圧
源57.58の電圧により決まる。第13図に示す電流
変換器はトランジスタ68〜73、電流源74〜77、
電圧源78,79、抵抗80〜83により構成され、折
れ点が電圧源78.79の電圧により決まる。
また上記電流変換器を最適化するには、発光レベル指令
信号をディジタル信号として変換テーブルにより半導体
レーザの光出力−順方向電流特性を補正するようにする
ことが有効であり、この場合の実施例の一部を第14図
に示す。
信号をディジタル信号として変換テーブルにより半導体
レーザの光出力−順方向電流特性を補正するようにする
ことが有効であり、この場合の実施例の一部を第14図
に示す。
この実施例では上記実施例において、ディジタル信号か
らなる発光レベル指令信号が変換テーブル84により半
導体レーザの光出力−順方向電流特性を補正するように
データ変換されてディジタル/アナログ(D/A)変換
器85によりD/A変換され、トランジスタ86〜89
、電流源90、電圧源91、抵抗92〜96からなる電
流変換部で電流に変換されて半導体レーザ3へ供給され
る。また発光レベル指令信号がデータ遅延回路97によ
り所定の時間遅延され、D/A変換器98によりD/A
変換されて上記比較増幅器5に入力される。
らなる発光レベル指令信号が変換テーブル84により半
導体レーザの光出力−順方向電流特性を補正するように
データ変換されてディジタル/アナログ(D/A)変換
器85によりD/A変換され、トランジスタ86〜89
、電流源90、電圧源91、抵抗92〜96からなる電
流変換部で電流に変換されて半導体レーザ3へ供給され
る。また発光レベル指令信号がデータ遅延回路97によ
り所定の時間遅延され、D/A変換器98によりD/A
変換されて上記比較増幅器5に入力される。
以上のように請求項1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発光レベル指令
信号を前記半導体レーザの光電流に変換する変換手段と
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ので、高速、高精度、
高分解能でかつ外乱等の影響に強い半導体レーザ制御装
置を実現することができる。
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発光レベル指令
信号を前記半導体レーザの光電流に変換する変換手段と
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ので、高速、高精度、
高分解能でかつ外乱等の影響に強い半導体レーザ制御装
置を実現することができる。
また請求項2の発明によれば請求項1記載の半導体レー
ザ制御装置において、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
る電圧と請求項1記載の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請求項1記載の光・
電気負帰還ループを構成したので、高域の光・電気負帰
還ループの開ループゲインを非常に大きくとらなくても
請求項1記載の半導体レーザ制御装置と同等な効果が得
られる。
ザ制御装置において、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
る電圧と請求項1記載の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請求項1記載の光・
電気負帰還ループを構成したので、高域の光・電気負帰
還ループの開ループゲインを非常に大きくとらなくても
請求項1記載の半導体レーザ制御装置と同等な効果が得
られる。
請求項3の発明によれば請求項1記載の半導体レーザ制
御装置において、前記変換手段が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
信号に比例した電流に変換するので、簡単な回路構成で
請求項1記載の半導体レーザ制御装置と同等な効果が得
られる。
御装置において、前記変換手段が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
信号に比例した電流に変換するので、簡単な回路構成で
請求項1記載の半導体レーザ制御装置と同等な効果が得
られる。
請求項4の発明によれば請求項2記載の半導体レーザ制
御装置において、前記変換手段が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ので、簡単な回路構成で
請求項2記載の半導体レーザ制御装置と同等な効果が得
られる。
御装置において、前記変換手段が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ので、簡単な回路構成で
請求項2記載の半導体レーザ制御装置と同等な効果が得
られる。
請求項5の発明によれば請求項1記載の半導体レーザ制
御装置において、前記変換手段が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
−順方向電流特性を折れ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ので、簡単な回路構成
で直線近似の場合より精度がよく請求項1記載の半導体
レーザ制御装置と同等な効果が得られる。
御装置において、前記変換手段が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
−順方向電流特性を折れ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ので、簡単な回路構成
で直線近似の場合より精度がよく請求項1記載の半導体
レーザ制御装置と同等な効果が得られる。
請求項6の発明によれば請求項2記載の半導体レーザ制
御装置において、前記変換手段が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
−順方向電流特性を折れ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ので、簡単な回路構成
で直線近似の場合より精度がよく請求項2記載の半導体
レーザ制御装置と同等な効果が得られる。
御装置において、前記変換手段が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
−順方向電流特性を折れ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ので、簡単な回路構成
で直線近似の場合より精度がよく請求項2記載の半導体
レーザ制御装置と同等な効果が得られる。
請求項7の発明によれば請求項1記載の半導体レーザ制
御装置において、前記発光レベル指令信号をディジタル
信号とし、前記変換手段が前記発光レベル指令信号を前
記半導体レーザの光出力−順方向電流特性を補正した信
号に変換する変換テーブルと、この変換テーブルにより
変換された信号を前記半導体レーザの順方向電流に変換
するディジタル/アナログ変換器とを有するので、請求
項1記載の電流変換手段を変換デープルにより非直線性
を保証して行うために精度がよく請求項1記載の半導体
レーザ制御装置と同等な効果が得られる。
御装置において、前記発光レベル指令信号をディジタル
信号とし、前記変換手段が前記発光レベル指令信号を前
記半導体レーザの光出力−順方向電流特性を補正した信
号に変換する変換テーブルと、この変換テーブルにより
変換された信号を前記半導体レーザの順方向電流に変換
するディジタル/アナログ変換器とを有するので、請求
項1記載の電流変換手段を変換デープルにより非直線性
を保証して行うために精度がよく請求項1記載の半導体
レーザ制御装置と同等な効果が得られる。
請求項8の発明によれば請求項2記載の半導体レーザ制
御装置において、前記発光レベル指令信号をディジタル
信号とし、前記変換手段が前記発光レベル指令信号を前
記半導体レーザの光出力−順方向電流特性を補正した信
号に変換する変換テーブルと、この変換テーブルにより
変換された信号を前記半導体レーザの順方向電流に変換
するディジタル/アナログ変換器とを有するので、請求
項2記載の電流変換手段を変換デープルにより非直線性
を保証して行うために精度がよく請求項2記載の半導体
レーザ制御装置と同等な効果が得られる。
御装置において、前記発光レベル指令信号をディジタル
信号とし、前記変換手段が前記発光レベル指令信号を前
記半導体レーザの光出力−順方向電流特性を補正した信
号に変換する変換テーブルと、この変換テーブルにより
変換された信号を前記半導体レーザの順方向電流に変換
するディジタル/アナログ変換器とを有するので、請求
項2記載の電流変換手段を変換デープルにより非直線性
を保証して行うために精度がよく請求項2記載の半導体
レーザ制御装置と同等な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第6図は本発明の各実施例を示す回路図、第
7図乃至第13図は本発明の他の実施例における電流変
換器を示す回路図、第14図は本発明の他の実施例の一
部を示す回路図である。 1.5・・・比較増幅器、2.12,13,14・・・
電流変換器、3・・・半導体レーザ、4・・・受光素子
、6・・・インピーダンス変換器、7,9・・・電圧−
電流変換器、8・・・加算器、10・・・減算器、11
・・・電流増幅器、C・・・容量、R・・・抵抗、84
・・・変換テープル、85・・・D/A変換器。 も
7図乃至第13図は本発明の他の実施例における電流変
換器を示す回路図、第14図は本発明の他の実施例の一
部を示す回路図である。 1.5・・・比較増幅器、2.12,13,14・・・
電流変換器、3・・・半導体レーザ、4・・・受光素子
、6・・・インピーダンス変換器、7,9・・・電圧−
電流変換器、8・・・加算器、10・・・減算器、11
・・・電流増幅器、C・・・容量、R・・・抵抗、84
・・・変換テープル、85・・・D/A変換器。 も
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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
て前記発光レベル指令信号を前記半導体レーザの光電流
に変換する変換手段とを有し、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
ことを特徴とする半導体レーザ制御装置。 2、請求項1記載の半導体レーザ制御装置において、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請求項1記載の
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
プとにより請求項1記載の光・電気負帰還ループを構成
したことを特徴とする半導体レーザ制御装置。 3、請求項1記載の半導体レーザ制御装置において、前
記変換手段が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比例した電流
に変換することを特徴とする半導体レーザ制御装置。 4、請求項2記載の半導体レーザ制御装置において、前
記変換手段が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比例した電流
に変換することを特徴とする半導体レーザ制御装置。 5、請求項1記載の半導体レーザ制御装置において、前
記変換手段が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
折れ線に近似して前記発光レベル指令信号に対応した電
流に変換することを特徴とする半導体レーザ制御装置。 6、請求項2記載の半導体レーザ制御装置において、前
記変換手段が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
折れ線に近似して前記発光レベル指令信号に対応した電
流に変換することを特徴とする半導体レーザ制御装置。 7、請求項1記載の半導体レーザ制御装置において、前
記発光レベル指令信号をディジタル信号とし、前記変換
手段が前記発光レベル指令信号を前記半導体レーザの光
出力−順方向電流特性を補正した信号に変換する変換テ
ーブルと、この変換テーブルにより変換された信号を前
記半導体レーザの順方向電流に変換するディジタル/ア
ナログ変換器と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2記載の半導体レーザ制御装置において、前
記発光レベル指令信号をディジタル信号とし、前記変換
手段が前記発光レベル指令信号を前記半導体レーザの光
出力−順方向電流特性を補正した信号に変換する変換テ
ーブルと、この変換テーブルにより変換された信号を前
記半導体レーザの順方向電流に変換するディジタル/ア
ナログ変換器とを有することを特徴とする半導体レーザ
制御装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1024925A JP2744043B2 (ja) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | 半導体レーザ制御装置 |
US07/446,583 US5036519A (en) | 1988-12-05 | 1989-12-05 | Semiconductor laser controller |
DE3940205A DE3940205B4 (de) | 1988-12-05 | 1989-12-05 | Halbleiterlaser-Steuereinrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1024925A JP2744043B2 (ja) | 1989-02-03 | 1989-02-03 | 半導体レーザ制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02205086A true JPH02205086A (ja) | 1990-08-14 |
JP2744043B2 JP2744043B2 (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=12151703
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1024925A Expired - Lifetime JP2744043B2 (ja) | 1988-12-05 | 1989-02-03 | 半導体レーザ制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2744043B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1079549A (ja) * | 1996-07-12 | 1998-03-24 | Ricoh Co Ltd | 半導体レーザ制御装置 |
JPH1079548A (ja) * | 1996-07-12 | 1998-03-24 | Ricoh Co Ltd | 半導体レーザ制御装置 |
US5784091A (en) * | 1993-06-04 | 1998-07-21 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming system using digital ASIC and analog ASIC for processing image data and controlling semiconductor laser, and half-tone pixel representing method |
US5946334A (en) * | 1996-03-27 | 1999-08-31 | Ricoh Company, Inc. | Semiconductor laser control system |
JP2009527902A (ja) * | 2006-02-17 | 2009-07-30 | イグザー コーポレイション | ファーストループレーザーダイオードドライバ |
JP2016072288A (ja) * | 2014-09-26 | 2016-05-09 | 沖電気工業株式会社 | 光電変換回路 |
-
1989
- 1989-02-03 JP JP1024925A patent/JP2744043B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5784091A (en) * | 1993-06-04 | 1998-07-21 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming system using digital ASIC and analog ASIC for processing image data and controlling semiconductor laser, and half-tone pixel representing method |
US5946334A (en) * | 1996-03-27 | 1999-08-31 | Ricoh Company, Inc. | Semiconductor laser control system |
US6118798A (en) * | 1996-03-27 | 2000-09-12 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor laser control system |
JPH1079549A (ja) * | 1996-07-12 | 1998-03-24 | Ricoh Co Ltd | 半導体レーザ制御装置 |
JPH1079548A (ja) * | 1996-07-12 | 1998-03-24 | Ricoh Co Ltd | 半導体レーザ制御装置 |
JP2009527902A (ja) * | 2006-02-17 | 2009-07-30 | イグザー コーポレイション | ファーストループレーザーダイオードドライバ |
JP2016072288A (ja) * | 2014-09-26 | 2016-05-09 | 沖電気工業株式会社 | 光電変換回路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2744043B2 (ja) | 1998-04-28 |
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Legal Events
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