JPH0560695B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、アナログ信号を光信号に変調出力
するレーザダイオードのアナログ変調回路に関す
るものである。

〔従来の技術〕

第３図は例えば特開昭57−135535号（特公昭59
−14936号）公報に示された従来のレーザダイオ
ードのアナログ変調回路の回路図であり、図にお
いて、１はカソードが接地されたレーザダイオー
ド、２はこのレーザダイオード１のアノードに出
力が接続されたレーザダイオード駆動回路、３は
このレーザダイオード駆動回路２の入力に接続さ
れたアナログ信号入力端子、４は変調のための高
周波信号を発生する高周波信号発生器、５はこの
高周波信号発生器４の出力と上記レーザダイオー
ド１のアノードとの間に介挿された結合コンデン
サ、１５はレーザダイオード駆動回路に接続さ
れ、レーザダイオード１の光出力の一部を受光す
る受光素子である。

上記レーザダイオード駆動回路２は、アナログ
信号入力端子３から入力されるアナログ信号電流
を閾値電流以下の直流バイアス電流に加え合わせ
てレーザダイオード１に供給するとともに、受光
素子１５で受光される光出力信号のモニタ信号に
より負帰還制御することで、上記レーザダイオー
ド１の光出力信号の安定化を行う。尚、上記光出
力信号の安定化回路は、特開昭57−81739号等に
記載されている。

次に、動作について説明する。一般に、単一波
長で発振する縦単一モードレーザダイオードをア
ナログ信号電流で変調し、マルチモード光フアイ
バを用いて信号伝送を行うと、上記レーザダイオ
ードの出力光の可干渉性が高いために上記光フア
イバ内の各伝搬モードの干渉によりモード間干渉
パターンが生じ、これが光源の発振波長変動や光
フアイバの振動等によつて変動する。このため、
これに起因するモーダルノイズにより受信信号の
歪劣化やＳ／Ｎ劣化が発生する。上記モーダルノ
イズを防止するためには、上記レーザダイオード
を複数の波長で発振させて可干渉性を低減させる
必要があるが、その有効な方法の一つとして、レ
ーザダイオード１の直流バイアス電流を閾値電流
以下に設定し、数100MHzの高周波信号電流をア
ナログ信号電流に重畳して駆動する方法が知られ
ている。第４図は上記の方法に基づく第３図に示
したレーザダイオードのアナログ変調回路の動作
説明図である。第４図において、アはレーザダイ
オードの電流対光出力特性、イはアナログ信号電
流、ウは閾値電流、エは直流バイアス電流、オは
光出力信号である。上述の高周波信号電流に対応
するのがアナログ信号電流イが重畳された高周波
電流カであり、この高周波電流カは直流バイアス
電流エによりレーザダイオード１の動作点にバイ
アスされる。以上により、上記レーザダイオード
１は縦マルチモード発振し、モーダルノズルによ
るマルチモードフアイバ伝送時の伝送特性劣化が
抑圧されるために、安定したアナログ信号伝送が
実現される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のレーザダイオードのアナログ変調回路は
以上のように構成されているので、高周波信号発
生器４の出力高周波信号が結合コンデンサ５を介
してレーザダイオード１に入力されており、例え
ば閾値電流の低いレーザダイオードを用いた場合
には、直流バイアス電流を閾値電流以下に設定し
た状態で所定の光出力を得るように高周波電流振
幅を設定しようとすると、極端な場合には重畳高
周波電流の負のピーク値が０以下となつてレーザ
ダイオードを逆バイアスし、特性劣化や寿命劣化
をきたすおそれがあるという問題点があつた。

また、レーザダイオード１に印加される高周波
電流振幅が常に一定であるために、周囲温度変化
によるレーザダイオード１の微分量子効率の変動
が平均光出力変動をもたらし、これをレーザダイ
オード駆動回路３に内蔵されている光出力安定化
回路により安定化しようとすると直流バイアス電
流が変化してしまうために、周囲温度変化に対し
て高周波重畳条件が一定に保たれないという問題
点があつた。

この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、重畳高周波電流の負のピーク
値が０以下となつてレーザダイオードを逆バイア
スすることがなく、レーザダイオードの駆動電流
対光出力特性の周囲温度変化や素子間のばらつき
による違いに左右されず、安定かつ一定な高周波
重畳条件の下で上記レーザダイオードを駆動でき
るレーザダイオードのアナログ変調回路を得るこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るレーザダイオードのアナログ変
調回路は、高周波振幅制限回路を設け、高周波電
流の負のピーク値が所定の正の電流値以下となら
ないように制限したものである。

また、重畳高周波電流振幅をレーザダイオード
の微分量子効率の温度変化に応じて制御するとと
もに、高周波電流の負のピーク値が所定の正の電
流値以下とならないように振幅制限したものであ
る。

〔作用〕

この発明における高周波振幅制限回路は、上記
高周波電流の負のピーク値が所定の正の電流値以
下とならないように振幅制限する。

また、レーザダイオードの微分量子効率の変化
を検出しその検出信号に応じてレーザダイオード
に入力される高周波電流振幅を制御することによ
り、上記重畳高周波に電流−光変換後の光出力振
幅を温度変化に対して一定に保つ。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第１図において、１ないし４及び１５は第３
図に示した従来のレーザダイオードのアナログ変
調回路におけるものと同等のものである。６はレ
ーザダイオード駆動回路２の出力端子とレーザダ
イオード１のアノードとの間に接続されたアナロ
グ信号電流モニタ抵抗、７はこのアナログ信号電
流モニタ抵抗６の両端電圧の差を増幅する差動増
幅器、８は上記差動増幅器７の出力のピーク値を
検出するピーク検出器、９はピーク検出器８の出
力信号と基準電圧入力端子１０に加えられる所定
の基準電圧Vrとの差を増幅する差動増幅器、１
１は差動増幅器９の出力電圧に応じて減衰量が変
化する可変減衰器、１２は可変減衰器１１より入
力される高周波電圧（電流）をクリツプする高周
波振幅制限回路、１３は高周波振幅制限回路１２
がクリツプを行う所定のクリツプ電圧（電流）が
入力される基準電圧（電流）入力端子である。

上記モニタ抵抗６、差動増幅器７、ピーク検出
器８、差動増幅器９および可変減衰器１１は、高
周波信号振幅制御回路１４を構成している。

次に、このように構成された本実施例のレーザ
ダイオードのアナログ変調回路の動作について説
明する。なお、ここでレーザダイオード駆動回路
２には、第３図に示す従来例と同様、平均光出力
並びにアナログ信号出力振幅を一定に保つため
の、受光素子１５からのモニタ信号による負帰還
制御回路からなる光出力安定回路が内蔵されてい
るものとして以下の説明を行う。尚、光出力安定
回路は特開昭57−81739号に記載されたように、
レーザダイオード１に対しレーザダイオード１５
を設け、レーザダイオード１５がレーザダイオー
ド１の光を検出する。

レーザダイオード駆動回路２は、レーザダイオ
ード１の微分量子効率が温度により変化してもア
ナログ信号光の振幅を常に一定に保つように制御
するために、レーザダイオード１に入力されるア
ナログ信号電流の振幅は微分量子効率の変化に逆
比例して増減することになる。したがつて、上記
アナログ信号電流をモニタすれば、レーザダイオ
ード１の微分量子効率の変化を検出することがで
きる。抵抗６はこの目的のためのモニタ抵抗であ
り、その両端電圧は差動増幅器７によつて増幅さ
れた後にピーク検出器８に加えられ、そのピーク
値が検出されて差動増幅器９に出力される。差動
増幅器９は、上記ピーク検出器８の出力電圧と基
準電圧入力端子１０に入力される所定の基準電圧
Vrとの差電圧を減衰量制御電圧として可変減衰
器１１に出力する。可変減衰器１１は上記制御電
圧に応じて減衰量を変化させ、それにより高周波
信号発生器４からレーザダイオード１に加えられ
る高周波電流振幅を変化させる。

以上の一連の動作により、レーザダイオード１
より出力される重畳高周波光信号の振幅は微分量
子効率が変化しても一定となるように制御される
ため、周囲温度変化に対しても安定かつ一定な高
周波重畳条件の下でレーザダイオード１を駆動す
ることが可能となる。

一方、高周波振幅制限回路１２は、可変減衰器
１１より入力される重畳高周波電圧（電流）のピ
ーク値が基準電圧（電流）入力端子１３に入力さ
れる所定の正のクリツプ電圧（電流）よりも小さ
くならないようにクリツプした後にレーザダイオ
ード１に出力する。これにより、高周波電流振幅
が変化しても、その負のピーク値は常に所定の正
の電流値以下とならないため、閾値電流の低いレ
ーザダイオードを用いた場合にも、逆バイアス状
態になる心配がなく、安定な高周波重畳条件の下
で駆動することが可能となる。

第２図は以上に示した本発明の一実施例による
レーザダイオードのアナログ変調回路の動作説明
図である。図において、ア〜カは第４図に示した
ものと同一のものである。キは、クリツプ電流設
定点である。周囲温度が低下すると、一般に、第
２図に示すように、レーザダイオード１の閾値電
流ウは減少し、電流対光出力特性アの傾きに相当
する微分量子効率は増加するが、上述のように高
周波電流カの振幅を制御することにより、光出力
信号オは温度変化に対して一定に保たれる。ま
た、クリツプ電流設定点キで上記高周波電流カの
負のピークをクリツプしているために、レーザダ
イオード１に逆バイアス電流が加わるのが防止さ
れる。

なお、上記実施例では、レーザダイオードをカ
ソード接地としたが、アノード接地として用いて
もよい。また可変減衰器１１の代わりに可変利得
増幅器を用いても同様の効果が得られることはい
うまでもない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、高周波信号
振幅制御回路により、周囲温度変化に対して重畳
高周波の光出力振幅を一定に制御し、かつ、高周
波振幅制限回路により上記高周波電流の負のピー
ク値が所定の正の電流値以下とならないようにク
リツプしたので、レーザダイオードの駆動電流対
光出力特性の温度変化や素子間のばらつきによる
違いに左右されず、安定かつ一定な高周波重畳条
件の下でレーザダイオードを駆動できるアナログ
変調回路が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるレーザダイ
オードのアナログ変調回路の構成図、第２図は第
１図に示すレーザダイオードのアナログ変調回路
の動作説明図、第３図は従来のレーザダイオード
のアナログ変調回路の構成図、第４図は第３図に
示す従来のレーザダイオードのアナログ変調回路
の動作説明図である。 １はレーザダイオード、２はレーザダイオード
駆動回路、３はアナログ信号入力端子、４は高周
波信号発生器、５は結合コンデンサ、６はアナロ
グ信号電流モニタ抵抗、７は差動増幅器、８はピ
ーク検出器、９は差動増幅器、１０は基準電圧入
力端子、１１は可変減衰器、１２は高周波振幅制
限回路、１３は基準電圧（電流）入力端子、１４
は高周波信号振幅制御回路、１５は受光素子であ
る。なお、図中、同一符号は同一または相当部分
を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レーザダイオードと、所定周波数以上の高周
   波信号を発生する高周波信号発生器とを有し、ア
   ナログ信号入力端子からのアナログ信号を上記高
   周波信号に重畳し、この高周波重畳信号を変調入
   力するレーザダイオードのアナログ変調回路にお
   いて、 上記レーザダイオードが変換した光信号を入力
   し、この光信号の出力値に基づいて、上記アナロ
   グ信号入力端子からのアナログ信号の振幅を制御
   するレーザダイオード駆動回路と、 このレーザダイオード駆動回路の出力を入力
   し、入力されたアナログ信号に基づいて上記レー
   ザダイオードの微分量子効率の変化を検出し、こ
   の検出結果に従つて上記高周波信号発生器の高周
   波信号の振幅を制御する高周波信号振幅制御回路
   と、 この高周波信号振幅制御回路の出力のピーク値
   が所定の正の値以下とならないように振幅制限す
   る高周波振幅制限回路と、 この高周波振幅制限回路及び上記レーザダイオ
   ード駆動回路からの出力が重畳された信号を入力
   し、この重畳された信号を光信号に変換するレー
   ザダイオードとを備えたことを特徴とするレーザ
   ダイオードのアナログ変調回路。