JPH0896395A - Semiconductor laser device - Google Patents
Semiconductor laser deviceInfo
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- JPH0896395A JPH0896395A JP6226728A JP22672894A JPH0896395A JP H0896395 A JPH0896395 A JP H0896395A JP 6226728 A JP6226728 A JP 6226728A JP 22672894 A JP22672894 A JP 22672894A JP H0896395 A JPH0896395 A JP H0896395A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザ装置に係
り、特に広帯域に渡って高精度の光強度変調を可能とし
た半導体レーザ装置を用いてレーザパワーの異常をリア
ルタイムで検知し得るようにした半導体レーザ装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser device, and more particularly, to a semiconductor laser device capable of highly accurate light intensity modulation over a wide band so that an abnormal laser power can be detected in real time. The present invention relates to a semiconductor laser device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】周知のように、半導体レーザは、直接光
強度変調が可能であり、小型で低消費電力、かつ高効率
であるといった利点を有するため光学式情報記録再生装
置としての光ディスク装置やレーザ・プリンタ、光デー
タ通信システム等に広く利用されている。2. Description of the Related Art As is well known, semiconductor lasers have the advantages of being capable of direct light intensity modulation, being small in size, low in power consumption, and highly efficient. Widely used in laser printers, optical data communication systems, etc.
【０００３】しかしながら、現状の半導体レーザは、次
のような理由により出射光量の変動が生じるという問題
がある。 （１）温度変化や経年変化による微分量子効率の変化。However, the current semiconductor laser has a problem that the amount of emitted light varies due to the following reasons. (1) Changes in differential quantum efficiency due to temperature changes and changes over time.
【０００４】（２）温度変化や反射光（戻り光）による
しきい値電流の変化。 （３）戻り光によるモード・ホッピング雑音の発生。 したがって、半導体レーザを駆動する半導体レーザ装置
としては、その出射光量をモニターして安定化する制御
回路が不可欠である。(2) Change in threshold current due to temperature change and reflected light (return light). (3) Mode hopping noise is generated by the returning light. Therefore, as a semiconductor laser device that drives a semiconductor laser, a control circuit that monitors and stabilizes the amount of emitted light is essential.
【０００５】特に光ディスク装置では、大容量化とデー
タの高速処理のために、広帯域に渡って精度の高い光強
度変調と再生時の低雑音化が強く要求されている。この
ため、従来の半導体レーザ装置では、半導体レーザから
射出されたレーザ出力光をモニタする光検出器が設けら
れ、その検出信号は抵抗器等を用いてモニタ電圧信号に
変換される。In particular, in the optical disk device, there is a strong demand for high-accuracy light intensity modulation over a wide band and low noise at the time of reproduction in order to increase the capacity and process data at high speed. Therefore, the conventional semiconductor laser device is provided with a photodetector for monitoring the laser output light emitted from the semiconductor laser, and the detection signal thereof is converted into a monitor voltage signal using a resistor or the like.
【０００６】このモニタ電圧信号は、演算増幅器の入力
端子に負帰環される。すなわち、演算増幅器は、望まし
い出射光量を示す基準電圧信号と、モニタ電圧信号とを
比較し、その差分に対応した誤差信号を生成する。This monitor voltage signal is negatively returned to the input terminal of the operational amplifier. That is, the operational amplifier compares the reference voltage signal indicating the desired amount of emitted light with the monitor voltage signal, and generates an error signal corresponding to the difference.
【０００７】この誤差信号は、半導体レーザの電流駆動
回路に制御信号として与えられ、これにより半導体レー
ザの出力光量は常に基準レベルに近づくように制御され
る。しかしながら、このような従来の半導体レーザ装置
の制御帯域は低く留まっており、レーザ光強度変調の精
度も未だ満足すべきものとはなっていない。This error signal is given to the current drive circuit of the semiconductor laser as a control signal, whereby the output light quantity of the semiconductor laser is controlled so as to always approach the reference level. However, the control band of such a conventional semiconductor laser device remains low, and the accuracy of laser light intensity modulation is not yet satisfactory.
【０００８】その第１の理由は、モニタ用光検出器の接
合容量の存在が制御帯域を制限するからである。また、
第２の理由は、モニタ用光検出器のローパスフィルタ
（ＬＰＦ）特性もまた、制御帯域の拡張を阻む要因とな
るからである。The first reason is that the presence of the junction capacitance of the monitor photodetector limits the control band. Also,
The second reason is that the low-pass filter (LPF) characteristic of the monitor photodetector also becomes a factor that prevents expansion of the control band.
【０００９】さらに、第３の理由は、半導体レーザの制
御ループ内で必然的に発生する電圧帰還信号の伝送時間
の遅延が、制御系の位相マージンを減少させるからであ
る。なお、従来技術として１９８８年発行の三菱電気情
報公報、第６２巻、第７号、２６〜２９頁には、“書換
え型高性能光記録技術”を用い、光ディスクシステムに
適用され、二つの異なったレーザ発振安定化動作をおこ
なう半導体レーザの制御回路が開示されている。The third reason is that the delay of the transmission time of the voltage feedback signal, which is inevitably generated in the control loop of the semiconductor laser, reduces the phase margin of the control system. As a conventional technique, Mitsubishi Electric Information Publication, Vol. 62, No. 7, pp. 26-29, which uses "rewritable high-performance optical recording technology", is applied to an optical disc system, and two different Also disclosed is a control circuit for a semiconductor laser that performs a laser oscillation stabilizing operation.
【００１０】この制御回路は、半導体レーザのしきい値
変動補償には狭制御帯域のフィードバック（閉ループ）
制御方式を採用し、かつ微分量子効率の変動に対しては
開ループ制御方式を採用している。This control circuit has a narrow control band feedback (closed loop) for compensating the threshold fluctuation of the semiconductor laser.
The control method is adopted, and the open loop control method is adopted for the fluctuation of the differential quantum efficiency.
【００１１】しかし、このような二種類のレーザ発振安
定化制御システムによれば、各制御系には独立した回路
構成が要求されるから、装置全体の構成は複雑化する。
そして、さらに重要なことには、光データ記録モードに
おいては、温度変化に原因した半導体レーザの微分量子
効率が変動することに起因して、半導体レーザを内蔵し
ている光学ヘッド部のハウジングの温度が上昇してしま
い、この結果、光強度変調の精度が劣化してしまうこと
である。このような精度劣化は、レーザ安定化制御の性
能を深刻に劣化させてしまう。However, according to such two types of laser oscillation stabilizing control systems, each control system is required to have an independent circuit configuration, so that the configuration of the entire apparatus becomes complicated.
And, more importantly, in the optical data recording mode, the temperature of the housing of the optical head part containing the semiconductor laser is changed due to the variation of the differential quantum efficiency of the semiconductor laser caused by the temperature change. Is increased, and as a result, the accuracy of light intensity modulation is deteriorated. Such deterioration in accuracy seriously deteriorates the performance of the laser stabilization control.
【００１２】[0012]
【発明が解決しようとする課題】このように従来の半導
体レーザ装置では、広帯域が困難であると共に、半導体
レーザの微分量子効率およびしきい値電流の変動により
光強度変調を高精度に行うことが難しく、また制御回路
が複雑になる、という問題があった。As described above, in the conventional semiconductor laser device, it is difficult to achieve a wide band, and it is possible to perform the light intensity modulation with high accuracy by the variation of the differential quantum efficiency and the threshold current of the semiconductor laser. There is a problem that it is difficult and the control circuit becomes complicated.
【００１３】また、光ディスク装置で情報の記録（ライ
ト）、再生（リード）及び消去（イレーズ）の各モード
に応じたレーザパワーにコントロールされる必要がある
と共に、これらの各モードにおけるレーザパワーの異常
に応じて直ちに半導体レーザを適切な状態にコントロー
ルしてやる必要があるにもかかわらず、レーザパワーの
異常をリアルタイムで簡便に検知し得るような従来技術
が存在していなかった。Further, it is necessary for the optical disk device to control the laser power according to each mode of recording (writing), reproducing (reading) and erasing (erasing) of information, and the laser power is abnormal in each of these modes. Although there is a need to immediately control the semiconductor laser to an appropriate state in accordance with the above, there is no conventional technique that can easily detect an abnormal laser power in real time.
【００１４】そこで本発明は、以上のような点に鑑みて
なされたもので、制御回路を複雑にすることなく、広帯
域にわたって高精度の光強度変調を可能とすると共にレ
ーザパワーの異常をリアルタイムで簡便に検知し得るよ
うにした半導体レーザ装置を提供することを目的とす
る。Therefore, the present invention has been made in view of the above points, and enables highly accurate light intensity modulation over a wide band without complicating the control circuit, and at the same time detects abnormal laser power in real time. An object of the present invention is to provide a semiconductor laser device that can be easily detected.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明によると、上述し
た課題を解決するために、半導体レーザと、この半導体
レーザに駆動電流を供給する電流駆動回路と、前記半導
体レーザの出力光を検出する光検出素子と、入力端子に
前記光検出素子の出力電流が負帰還される演算増幅器を
有し、この演算増幅器の出力端子に得られる誤差信号を
前記電流駆動回路に駆動電流の制御信号として供給する
駆動電流制御手段と、前記演算増幅器の出力端子に得ら
れる誤差信号が所定のスレショルドレベルを越えるとき
にレーザパワーの異常を検知して前記電流駆動回路を介
して前記半導体レーザの発光を停止させるレーザパワー
異常検知手段と、を備えたことを特徴とする半導体レー
ザ装置が提供される。According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, a semiconductor laser, a current drive circuit for supplying a drive current to the semiconductor laser, and an output light of the semiconductor laser are detected. A photodetector and an operational amplifier to which an output current of the photodetector is negatively fed back at an input terminal, and an error signal obtained at the output terminal of the operational amplifier is supplied to the current drive circuit as a control signal of a drive current. Drive current control means and the error signal obtained at the output terminal of the operational amplifier exceeds a predetermined threshold level, an abnormality in the laser power is detected, and the semiconductor laser emission is stopped via the current drive circuit. There is provided a semiconductor laser device including: a laser power abnormality detecting unit.
【００１６】また、本発明によると、半導体レーザと、
この半導体レーザに駆動電流を供給する電流駆動回路
と、前記半導体レーザの出力光を検出する光検出素子
と、入力端子に前記光検出素子の出力電流が負帰還され
る演算増幅器を有し、この演算増幅器の出力端子に得ら
れる誤差信号を前記電流駆動回路に駆動電流の制御信号
として供給する駆動電流制御手段と、この駆動電流制御
手段の出力端子と前記入力端子間に設けられて位相遅れ
を補償するための補償電流を前記入力端子に負帰還する
位相補償手段と、前記演算増幅器の出力端子に得られる
誤差信号が所定のスレショルドレベルを越えるときにレ
ーザパワーの異常を検知して前記電流駆動回路を介して
前記半導体レーザの発光を停止させるレーザパワー異常
検知手段と、を備えたことを特徴とする半導体レーザ装
置が提供される。According to the present invention, a semiconductor laser,
A current drive circuit for supplying a drive current to the semiconductor laser, a photodetector for detecting the output light of the semiconductor laser, and an operational amplifier for negatively feeding back the output current of the photodetector to an input terminal are provided. Drive current control means for supplying an error signal obtained at the output terminal of the operational amplifier to the current drive circuit as a control signal for the drive current, and a phase delay provided between the output terminal and the input terminal of the drive current control means. Phase compensating means for negatively feeding back a compensating current for compensating to the input terminal, and when the error signal obtained at the output terminal of the operational amplifier exceeds a predetermined threshold level, an abnormal laser power is detected to drive the current. There is provided a semiconductor laser device, comprising: a laser power abnormality detecting means for stopping the emission of the semiconductor laser through a circuit.
【００１７】また、本発明によると、半導体レーザと、
この半導体レーザに駆動電流を供給する電流駆動回路
と、前記半導体レーザの出力光を検出する光検出素子
と、入力端子に前記光検出素子の出力電流が負帰還され
る演算増幅器を有し、この演算増幅器の出力端子に得ら
れる誤差信号を前記電流駆動回路に駆動電流の制御信号
として供給する駆動電流制御手段と、この駆動電流制御
手段の出力端子と前記入力端子間に設けられて位相遅れ
を補償するための補償電流を前記入力端子に負帰還する
位相補償手段と、前記演算増幅器の出力端子に得られる
誤差信号が所定のスレショルドレベルを越えるときにレ
ーザパワーの異常を検知して前記電流駆動回路を介して
前記半導体レーザの発光を停止させるレーザパワー異常
検知手段と、を備え、前記位相補助手段は、キャパシタ
またはキャパシタと抵抗の直列回路により構成されてい
ることを特徴とする半導体レーザ装置が提供される。According to the present invention, a semiconductor laser,
A current drive circuit for supplying a drive current to the semiconductor laser, a photodetector for detecting the output light of the semiconductor laser, and an operational amplifier for negatively feeding back the output current of the photodetector to an input terminal are provided. Drive current control means for supplying an error signal obtained at the output terminal of the operational amplifier to the current drive circuit as a control signal for the drive current, and a phase delay provided between the output terminal and the input terminal of the drive current control means. Phase compensating means for negatively feeding back a compensating current for compensating to the input terminal, and when the error signal obtained at the output terminal of the operational amplifier exceeds a predetermined threshold level, an abnormal laser power is detected to drive the current. Laser power abnormality detection means for stopping the emission of the semiconductor laser through a circuit, and the phase auxiliary means is a capacitor or a capacitor and a resistor. The semiconductor laser device characterized in that it is constituted by a series circuit is provided.
【００１８】また、本発明によると、半導体レーザと、
この半導体レーザに駆動電流を供給する電流駆動回路
と、前記半導体レーザの出力光を検出する光検出素子
と、入力端子に前記光検出素子の出力電流が負帰還され
る演算増幅器を有し、この演算増幅器の出力端子に得ら
れる誤差信号を前記電流駆動回路に駆動電流の制御信号
として供給する駆動電流制御手段と、前記演算増幅器の
出力端子に得られる誤差信号が所定のスレショルドレベ
ルを越えるときにレーザパワーの異常を検知して前記電
流駆動回路を介して前記半導体レーザの発光を停止させ
るレーザパワー異常検知手段と、を備え、前記駆動電流
制御手段は、その伝達関係が、低周波領域の利得を大き
く保つ一つの極と、高周波領域の位相遅れを補償する零
点とを有することを特徴とする半導体レーザ装置が提供
される。According to the present invention, a semiconductor laser,
A current drive circuit for supplying a drive current to the semiconductor laser, a photodetector for detecting the output light of the semiconductor laser, and an operational amplifier for negatively feeding back the output current of the photodetector to an input terminal are provided. Drive current control means for supplying an error signal obtained at the output terminal of the operational amplifier to the current drive circuit as a control signal for the drive current, and when the error signal obtained at the output terminal of the operational amplifier exceeds a predetermined threshold level. Laser power abnormality detection means for detecting an abnormality in laser power and stopping the emission of the semiconductor laser through the current drive circuit, wherein the drive current control means has a transmission relationship of a gain in a low frequency region. There is provided a semiconductor laser device having one pole for keeping a large value and a zero point for compensating for a phase delay in a high frequency region.
【００１９】また、本発明によると、半導体レーザと、
この半導体レーザに駆動電流を供給する電流駆動回路
と、前記半導体レーザの出力光を検出する光検出素子
と、入力端子に前記光検出素子の出力電流が負帰還され
る演算増幅器を有し、この演算増幅器の出力端子に得ら
れる誤差信号を前記電流駆動回路に駆動電流の制御信号
として供給する駆動電流制御手段と、この駆動電流制御
手段の出力端子と前記入力端子間に設けられて位相遅れ
を補償するための補償電流を前記入力端子に負帰還する
位相補償手段と、前記演算増幅器の出力端子に得られる
誤差信号が所定のスレショルドレベルを越えるときにレ
ーザパワーの異常を検知して前記電流駆動回路を介して
前記半導体レーザの発光を停止させるレーザパワー異常
検知手段と、を備え、前記駆動電流制御手段は、その伝
達関係が、低周波領域の利得を大きく保つ一つの極と、
高周波領域の位相遅れを補償する零点とを有することを
特徴とする半導体レーザ装置が提供される。According to the present invention, a semiconductor laser,
A current drive circuit for supplying a drive current to the semiconductor laser, a photodetector for detecting the output light of the semiconductor laser, and an operational amplifier for negatively feeding back the output current of the photodetector to an input terminal are provided. Drive current control means for supplying an error signal obtained at the output terminal of the operational amplifier to the current drive circuit as a control signal for the drive current, and a phase delay provided between the output terminal and the input terminal of the drive current control means. Phase compensating means for negatively feeding back a compensating current for compensating to the input terminal, and when the error signal obtained at the output terminal of the operational amplifier exceeds a predetermined threshold level, an abnormal laser power is detected to drive the current. Laser power abnormality detection means for stopping the emission of the semiconductor laser through a circuit, and the drive current control means has a transmission relationship in a low frequency region. And one pole to keep the gain increases,
There is provided a semiconductor laser device having a zero point that compensates for a phase delay in a high frequency region.
【００２０】さらに、本発明によれば、半導体レーザ
と、この半導体レーザに駆動電流を供給する電流駆動回
路と、前記半導体レーザの出力光を検出する光検出素子
と、入力端子に前記光検出素子の出力電流が負帰還され
る演算増幅器を有し、この演算増幅器の出力端子に得ら
れる誤差信号を前記電流駆動回路に駆動電流の制御信号
として供給する駆動電流制御手段と、この駆動電流制御
手段の出力端子と前記入力端子間に設けられて位相遅れ
を補償するための補償電流を前記入力端子に負帰還する
位相補償手段と、前記演算増幅器の出力端子に得られる
誤差信号が所定のスレショルドレベルを越えるときにレ
ーザパワーの異常を検知して前記電流駆動回路を介して
前記半導体レーザの発光を停止させるレーザパワー異常
検知手段と、を備え、前記駆動電流制御手段は、その伝
達関係が、低周波領域の利得を大きく保つ一つの極と、
高周波領域の位相遅れを補償する零点とを有し、前記位
相補助手段は、キャパシタまたはキャパシタと抵抗の直
列回路により構成されていることを特徴とする半導体レ
ーザ装置が提供される。Furthermore, according to the present invention, a semiconductor laser, a current drive circuit for supplying a driving current to the semiconductor laser, a photodetector for detecting the output light of the semiconductor laser, and the photodetector for the input terminal are provided. Drive current control means for supplying an error signal obtained at the output terminal of the operational amplifier to the current drive circuit as a drive current control signal, and the drive current control means. Phase compensation means provided between the output terminal and the input terminal for negatively feeding back a compensation current for compensating the phase delay to the input terminal, and an error signal obtained at the output terminal of the operational amplifier has a predetermined threshold level. Laser power abnormality detection means for detecting an abnormality in the laser power and stopping the emission of the semiconductor laser through the current drive circuit when exceeding the The drive current control means, the transfer relationship, and one pole to maintain a large gain in the low frequency region,
There is provided a semiconductor laser device having a zero point for compensating a phase delay in a high frequency region, and the phase assisting means is composed of a capacitor or a series circuit of a capacitor and a resistor.
【００２１】[0021]
【作用】上述した解決手段によると、本発明では演算増
幅器の入力端子に半導体レーザの光出力をモニタする光
検出素子の出力を電流の形で負帰還することによって、
制御回路全体は等価的に、光検出素子の接合容量等が帰
還ループの外に出た、簡単な反転増幅器として見做すこ
とができるようになる結果、従来のように光検出素子の
接合容量に影響されることなく、帰還パラメータの調整
ができ、広帯域に渡って高精度のレーザ光強度変調の制
御が可能になると共に、レーザパワー異常検知手段によ
って前記演算増幅器の出力端子に得られる誤差信号が所
定のスレショルドレベルを越えるときレーザパワーの異
常をリアルタイムで簡便に検知して前記電流駆動回路を
介して前記半導体レーザの発光を停止させる。According to the above-mentioned solution means, in the present invention, the output of the photodetector for monitoring the optical output of the semiconductor laser is negatively fed back to the input terminal of the operational amplifier in the form of a current.
The entire control circuit is equivalently regarded as a simple inverting amplifier in which the junction capacitance of the photodetector goes out of the feedback loop. The feedback parameter can be adjusted without being affected by the error, the laser light intensity modulation can be controlled with high accuracy over a wide band, and the error signal obtained at the output terminal of the operational amplifier by the laser power abnormality detecting means. Exceeds a predetermined threshold level, an abnormality in laser power is simply detected in real time and the emission of the semiconductor laser is stopped via the current drive circuit.
【００２２】[0022]
【実施例】先ず、本発明が適用される基本例を図面を参
照して説明する。図１は、本発明が適用される第１の基
本例の半導体レーザ装置の構成を示すブロック図であ
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a basic example to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a semiconductor laser device of a first basic example to which the present invention is applied.
【００２３】図示のようにこの装置は、半導体レーザ１
２、この半導体レーザ１２に駆動電流を供給する電流駆
動回路１６、半導体レーザ１２の出力光を検出する光検
出素子２２、外部からの制御電圧Ｖc によって電流駆動
回路１６を制御するための演算増幅器１４等により構成
される。As shown in the figure, the device is a semiconductor laser 1
2. A current drive circuit 16 for supplying a drive current to the semiconductor laser 12, a photodetector 22 for detecting the output light of the semiconductor laser 12, and an operational amplifier 14 for controlling the current drive circuit 16 by a control voltage Vc from the outside. Etc.
【００２４】外部からの制御電圧Ｖc は例えば、ライト
信号としてディジタル情報を表わすように強度変調され
た変調信号電圧であり、これが端子１８から抵抗素子Ｒ
i を介して制御電流Ｉi として演算増幅器１４の反転入
力端子２９に入力されている。The control voltage Vc from the outside is, for example, a modulation signal voltage that is intensity-modulated so as to represent digital information as a write signal, and this is from the terminal 18 to the resistance element R.
A control current Ii is inputted to the inverting input terminal 29 of the operational amplifier 14 via i.
【００２５】この演算増幅器１４の非反転入力端子２０
には基準電圧Ｖr が入力されている。光検出素子２２は
例えば、ｐｉｎフォトダイオードであり、図のブロック
２４で示されるレーザピックアップ部内に半導体レーザ
１２と併置されている。The non-inverting input terminal 20 of the operational amplifier 14
The reference voltage Vr is input to the. The photo-detecting element 22 is, for example, a pin photodiode, and is arranged side by side with the semiconductor laser 12 in the laser pickup section indicated by block 24 in the figure.
【００２６】光検出素子２２は端子２６に直流逆バイア
ス電圧Ｖbiasが印加されて、半導体レーザ１２からの出
力光の一部、例えば全出射光量の３％程度の光を検出す
るようになっている。A DC reverse bias voltage Vbias is applied to the terminal 26 of the photodetector element 22 to detect a part of the output light from the semiconductor laser 12, for example, about 3% of the total emitted light amount. .
【００２７】この光検出素子２２の出力電流Ｉm は、そ
のまま帰還路２８を介して演算増幅器１４の非反転入力
端子２９に帰還されている。前記演算増幅器１４の出力
端子と帰還路の間には、光検出素子２２の応答特性を改
善するための位相補償回路３０として、この例ではキャ
パシタＣc が設けられている。The output current Im of the photodetector 22 is directly fed back to the non-inverting input terminal 29 of the operational amplifier 14 via the feedback path 28. In this example, a capacitor Cc is provided between the output terminal of the operational amplifier 14 and the feedback path as a phase compensation circuit 30 for improving the response characteristic of the photodetector 22.
【００２８】したがって、この位相補償回路３０からの
補償電流と光検出素子２２からの出力電流Ｉm とが帰還
路上で加算されて、全帰還電流Ｉf として演算増幅器１
４の非反転入力端子２９に帰還されることになる。Therefore, the compensating current from the phase compensating circuit 30 and the output current Im from the photo-detecting element 22 are added on the feedback path, and the total feedback current If is obtained as the operational amplifier 1.
4 will be fed back to the non-inverting input terminal 29.
【００２９】このような構成において、半導体レーザ１
２の出力光量が変動すると、その変動量は帰還電流Ｉf
として演算増幅器１４に負帰還される。このとき、制御
電圧Ｖc によって抵抗素子Ｒi に流れる制御電流Ｉi と
帰還電流Ｉf との間の差電流に応じて、演算増幅器１４
の出力には誤差電圧Ｖe が発生する。In such a structure, the semiconductor laser 1
When the output light amount of 2 fluctuates, the fluctuation amount becomes the feedback current If.
Is negatively fed back to the operational amplifier 14. At this time, the operational amplifier 14 is operated according to the difference current between the control current Ii and the feedback current If flowing through the resistance element Ri by the control voltage Vc.
An error voltage Ve is generated at the output of.
【００３０】この誤差電圧Ｖe が電流駆動回路１６に制
御信号として与えられ、誤差電圧Ｖe が零となるよう
に、すなわち半導体レーザ１２の出力光量の変動が補償
されるように電流駆動回路１６が制御されることにな
る。This error voltage Ve is given to the current drive circuit 16 as a control signal, and the current drive circuit 16 is controlled so that the error voltage Ve becomes zero, that is, the fluctuation of the output light quantity of the semiconductor laser 12 is compensated. Will be done.
【００３１】このような半導体レーザ装置によれば、電
流モードでのフィードバック制御を行うことによって、
広帯域に渡って簡単な制御回路構成で高精度の半導体レ
ーザの光強度変調が可能になっている。その理由を次に
詳しく説明する。According to such a semiconductor laser device, by performing feedback control in the current mode,
High-precision light intensity modulation of a semiconductor laser is possible over a wide band with a simple control circuit configuration. The reason will be described in detail below.
【００３２】図２は、演算増幅器１４の帰還路の構成
を、等価的にブロック回路３８で表したものである。ブ
ロック３２は、図１の電流駆動回路１６の変換利得係数
Ｋi （Ａ／Ｖ）を表わす伝達要素である。FIG. 2 is a block circuit 38 equivalently showing the configuration of the feedback path of the operational amplifier 14. Block 32 is a transfer element representing the conversion gain coefficient Ki (A / V) of the current drive circuit 16 of FIG.
【００３３】ブロック３４は、半導体レーザ１２の微分
量子効率Ｋs （Ｗ／Ｖ）を表わす伝達要素である。ブロ
ック３６は、光検出素子２２のモニタ効率Ｋm （Ａ／
Ｗ）を表わす伝達要素である。The block 34 is a transfer element representing the differential quantum efficiency Ks (W / V) of the semiconductor laser 12. The block 36 is for monitoring efficiency Km (A /
W) is a transmission element.
【００３４】これらの各伝達要素３２，３４，３６の直
列回路が等価的に、演算増幅器１４のための帰還抵抗素
子Ｒf として機能する。なぜなら、伝達要素Ｋi ，Ｋs
，Ｋm の直列回路の入力端子に、演算増幅器１４の出
力電圧（誤差電圧）Ｖe を印加したときは、結果として
得られる電流Ｉfは、以下の式により与えられるからで
ある。A series circuit of these transfer elements 32, 34 and 36 equivalently functions as a feedback resistance element Rf for the operational amplifier 14. Because the transfer elements Ki, Ks
, Km when the output voltage (error voltage) Ve of the operational amplifier 14 is applied to the input terminal of the series circuit, the resulting current If is given by the following equation.
【００３５】 Ｉf ＝Ｖe ・Ｋi ・Ｋs ・Ｋm …（１） したがって、ブロック回路部３８の抵抗Ｒf は、等価的
に Ｒf ＝１／Ｋi ・Ｋs ・Ｋm …（２） により定義される。If = Ve.Ki.Ks.Km (1) Therefore, the resistance Rf of the block circuit section 38 is equivalently defined by Rf = 1 / Ki.Ks.Km (2).
【００３６】このことは、上記ブロック回路部３８が、
等価的に、演算増幅器１４の帰還制御のための帰還抵抗
素子Ｒf として働くことを意味している。この場合の演
算増幅器１４の帰還回路構成は、図３に等価的に示され
ている。This means that the block circuit section 38 is
Equivalently, it means that it functions as a feedback resistance element Rf for feedback control of the operational amplifier 14. The feedback circuit configuration of the operational amplifier 14 in this case is equivalently shown in FIG.
【００３７】この等価回路において、演算増幅器１４の
反転入力と非反転入力間に接続されているキャパシタＣ
sjは、光検出素子２２それ自身の接合容量（浮遊容量を
含む）を表わしている。In this equivalent circuit, the capacitor C connected between the inverting input and the non-inverting input of the operational amplifier 14
sj represents the junction capacitance (including stray capacitance) of the photodetection element 22 itself.
【００３８】図３から明らかなように、図１に示す制御
回路全体の構成は演算増幅器を用いた簡単な反転増幅器
と等価になる。そして、演算増幅器１４の帰還パラメー
タは、光検出素子２２の接合容量等の影響を受けること
なく、調整することができ、したがって高精度の光強度
変調が可能になる。As is apparent from FIG. 3, the configuration of the entire control circuit shown in FIG. 1 is equivalent to a simple inverting amplifier using an operational amplifier. Then, the feedback parameter of the operational amplifier 14 can be adjusted without being affected by the junction capacitance of the photodetector element 22 and the like, and therefore, highly accurate light intensity modulation becomes possible.
【００３９】また演算増幅器１４のための帰還抵抗素子
を付加的に設ける必要性を排除できる。したがって、半
導体レーザ１２用の制御回路構成は簡略になる。Further, it is possible to eliminate the need for additionally providing a feedback resistance element for the operational amplifier 14. Therefore, the control circuit configuration for the semiconductor laser 12 is simplified.
【００４０】また、位相補償用キャパシタＣc は、制御
ループ内での遅延時間による応答特性の劣化を補償して
おり、これにより広帯域に渡る制御が可能となってい
る。ところで、以上のような第１の基本例において、さ
らに広帯域化を図る上で障害になるのは、制御ループの
位相余有を劣化させる次の二つである。Further, the phase compensating capacitor Cc compensates for the deterioration of the response characteristic due to the delay time in the control loop, which enables control over a wide band. By the way, in the above-described first basic example, the following two problems that deteriorate the phase margin of the control loop are obstacles to further widening the band.
【００４１】（ａ）第１には、電流駆動回路１６から光
検出素子２２に至る帰還ループの遅延時間と光検出素子
２２が持つ低域通過フィルタ（ＬＰＦ）特性とによって
生じる位相遅れである。(A) First, there is a phase delay caused by the delay time of the feedback loop from the current drive circuit 16 to the photodetector 22 and the low pass filter (LPF) characteristic of the photodetector 22.
【００４２】（ｂ）第２には、入力部の容量Ｃsjと入力
抵抗Ｒi によるＬＰＦ特性による位相遅れである。具体
的に例えば、（ａ）の位相遅れについて数値例を挙げる
と、遅延時間が２ｎsec 、ＬＰＦの遮断周波数が１００
ＭＨｚである場合、周波数５０ＭＨｚにおいて位相遅れ
は６３度にもなる。(B) Secondly, there is a phase delay due to the LPF characteristic due to the capacitance Csj of the input section and the input resistance Ri. Specifically, for example, as a numerical example of the phase delay of (a), the delay time is 2 nsec and the cutoff frequency of the LPF is 100.
When the frequency is 50 MHz, the phase delay becomes 63 degrees at the frequency of 50 MHz.
【００４３】これは、広帯域化を困難にするから、この
ような位相遅れに対する補償が一層の広帯域化のために
は必要である。以下には、このような位相遅れに対する
補償を行った第２，第３の基本例を説明する。This makes it difficult to widen the band, and therefore compensation for such a phase delay is necessary for further widening the band. Below, the 2nd, 3rd basic examples which compensated for such a phase lag are explained.
【００４４】図４は、第２の基本例の半導体レーザ装置
を示している。図４において、図１と対応する部分には
図１と同一符号を付して詳細な説明は省略する。この第
２の基本例では、位相補償回路３０として、キャパシタ
Ｃc と抵抗Ｒc の直列回路によって理想抵抗化したもの
を用いている。FIG. 4 shows a semiconductor laser device of the second basic example. 4, parts corresponding to those in FIG. 1 are assigned the same reference numerals as those in FIG. 1 and detailed description thereof will be omitted. In the second basic example, the phase compensation circuit 30 is an ideal resistance circuit formed by a series circuit of a capacitor Cc and a resistor Rc.
【００４５】通常、半導体レーザの緩和周波数は１ＧＨ
ｚ以上であり、制御信号Ｖに対する演算増幅器１４の出
力Ｖe の応答特性がそのまま半導体レーザ１２の光出力
に反映される。Usually, the relaxation frequency of a semiconductor laser is 1 GHz.
z or more, and the response characteristic of the output Ve of the operational amplifier 14 with respect to the control signal V is directly reflected in the optical output of the semiconductor laser 12.
【００４６】したがって、制御ループの広帯域化を考え
る場合、反転増幅器として働く演算増幅器１４の応答特
性のみに着目すれば良いことになる。上述した（ａ）の
位相遅れによる障害は、光検出素子２２からの帰還電流
Ｉfの応答遅延と高周波域での減衰特性として現れる。Therefore, when considering the broadening of the bandwidth of the control loop, it suffices to pay attention only to the response characteristic of the operational amplifier 14 which functions as an inverting amplifier. The above-mentioned obstacle due to the phase delay (a) appears as a response delay of the feedback current If from the photodetector 22 and an attenuation characteristic in a high frequency range.
【００４７】この第２の基本例では、位相補償回路３０
をキャパシタＣc と抵抗Ｒc の直列回路として、補償電
流Ｉc の応答遅れをなくすことによって、これを解決し
ている。In the second basic example, the phase compensation circuit 30
This is solved by eliminating the response delay of the compensation current Ic by using a series circuit of a capacitor Cc and a resistor Rc.
【００４８】この第２の基本例によって広帯域化が図ら
れる理由を以下に解析的に説明する。図５は、この第２
の基本例の演算増幅器１４の帰還ループの構成を、先の
第１の基本例の図２と同様の方法でブロックで示したも
のである。The reason why the band is broadened by the second basic example will be analytically described below. FIG. 5 shows this second
2 is a block diagram showing the configuration of the feedback loop of the operational amplifier 14 of the first basic example, in the same manner as in FIG. 2 of the first basic example.
【００４９】図示のように演算増幅器１４の帰還制御ル
ープは、伝達関数Ｋi ，Ｋs ，Ｋm(s)を夫々もつ３つの
伝達要素３２′，３４′，３６′の直列回路３８′とし
て等価的に表わすことができる。As shown, the feedback control loop of operational amplifier 14 is equivalently equivalent to a series circuit 38 'of three transfer elements 32', 34 ', 36' each having a transfer function Ki, Ks, Km (s). Can be represented.
【００５０】この直列回路３８′は、帰還抵抗Ｒf 及び
帰還インダクタンスＬf の直列回路と見ることができ
る。図５において、光検出素子２２のモニタ効率Ｋm
（Ａ／Ｗ）を表わす伝達要素３６′が、上述した遅延時
間をもち、かつＬＰＦ特性を含む。This series circuit 38 'can be regarded as a series circuit of the feedback resistance Rf and the feedback inductance Lf. In FIG. 5, the monitor efficiency Km of the photodetector 22 is
The transfer element 36 'representing (A / W) has the delay time described above and includes the LPF characteristic.
【００５１】したがって、伝達要素３６′の伝達関数Ｋ
m(s)は、 Ｋm(s)＝Ｋm ・ωd ・ωp ／（ｓ＋ωd ）（ｓ＋ωp ） …（３） となる。Therefore, the transfer function K of the transfer element 36 '
m (s) is Km (s) = Km.ωd.ωp / (s + ωd) (s + ωp) (3).
【００５２】但し、ωd は遅延時間を一次近似して得ら
れる極を表わし、ωp はＬＰＦ特性の極を表わしてい
る。（３）式においては、ｓ2 の項は制御系に影響を与
えることがないので無視している。However, ωd represents a pole obtained by linearly approximating the delay time, and ωp represents a pole of the LPF characteristic. In equation (3), the term s 2 does not affect the control system and is ignored.
【００５３】式（２）と式（３）とを考慮すれば、帰還
インピーダンスＺf(s)）は、 Ｚf(s)＝Ｒf ＋ｓＬf ＝Ｒf ＋ｓ｛Ｒfs・ωd ・ωｐ／（ωd ＋ωp ）｝ …（４） となる。Considering the equations (2) and (3), the feedback impedance Zf (s) is calculated as follows: Zf (s) = Rf + sLf = Rf + s {Rfsωdωp / (ωd + ωp)} (4)
【００５４】この式（４）は、演算増幅器１４の帰還路
は、図５に示されているように、抵抗Ｒf とインダクタ
ンスＬf の直列回路と等価であることを示している。し
たがって、この半導体レーザ装置は、図６に示されてい
るように、帰還インピーダンス部Ｚt(s)をもつ反転増幅
回路として等価的に考えることができる。This equation (4) indicates that the feedback path of the operational amplifier 14 is equivalent to the series circuit of the resistance Rf and the inductance Lf, as shown in FIG. Therefore, this semiconductor laser device can be equivalently considered as an inverting amplifier circuit having a feedback impedance section Zt (s) as shown in FIG.
【００５５】この帰還インピーダンスＺt(s)は、 Ｚt(s)＝Ｒc ｛ｓ2 ＋ｓ（Ｒf ／Ｌf ＋Ｒc ／Ｌf ）＋Ｒf ／Ｒc Ｌc ｝ ／｛ｓ2 ＋ｓ（Ｒf ／Ｌf ＋１／Ｒc Ｃc ）＋Ｒf ／Ｒc Ｌc ｝ …（５） で与えられる。This feedback impedance Zt (s) is expressed by Zt (s) = Rc {s 2 + s (Rf / Lf + Rc / Lf) + Rf / Rc Lc} / {s 2 + s (Rf / Lf + 1 / Rc Cc) + Rf / Rc Lc} (5)
【００５６】したがって、（５）式の分母と分子を等し
くすることによって、帰還インピーダンスＺt(s)を理想
抵抗化することができる。すなわち、理想抵抗化の条件
は、 Ｒc ＝Ｒf …（６） Ｃc ＝Ｌf ／Ｒf 2 …（７） として求められる。Therefore, the feedback impedance Zt (s) can be idealized by making the denominator and the numerator of the equation (5) equal. That is, the condition for ideal resistance is calculated as Rc = Rf (6) Cc = Lf / Rf 2 (7).
【００５７】このようにして、この第２の基本例によれ
ば、理想抵抗化の条件を満たすように位相補償回路３０
を構成することによって、帰還ループの遅延時間と光検
出素子２２の持つＬＰＦ特性に起因して生じる位相遅れ
を補償することができ、その結果半導体レーザ光強度制
御の広帯域化が可能になる。In this way, according to the second basic example, the phase compensation circuit 30 satisfies the condition of making the resistance ideal.
With the configuration, it is possible to compensate the delay time of the feedback loop and the phase delay caused by the LPF characteristic of the photodetector element 22, and as a result, it is possible to broaden the bandwidth of the semiconductor laser light intensity control.
【００５８】次に、もう一つの広帯域化の障害は、上述
の（ｂ）すなわち、入力部の容量Ｃsjと入力抵抗Ｒi に
よるＬＰＦ特性による位相遅れである。例えば、入力部
の容量Ｃsjは前述のように光検出素子２２の接合容量で
ほぼ決まり、その値は数ｐＦとなる。Next, another obstacle to widening the band is the above-mentioned (b), that is, the phase delay due to the LPF characteristic due to the capacitance Csj of the input section and the input resistance Ri. For example, the capacitance Csj of the input section is substantially determined by the junction capacitance of the photodetector element 22 as described above, and its value is several pF.
【００５９】入力抵抗Ｒi を２ｋΩとした場合、このＬ
ＰＦの遮断周波数は十数ＭＨｚとなり、制御帯域を大幅
に制限することになる。この制御帯域の制限とこれに対
する対策を、図７に参照して説明する。When the input resistance Ri is 2 kΩ, this L
The cutoff frequency of the PF is a dozen MHz, and the control band is significantly limited. This control band limitation and countermeasures against it will be described with reference to FIG.
【００６０】図７は、図１の半導体レーザ装置を電流モ
ードに変換して表したものである。等価帰還抵抗Ｒf に
よる帰還電流Ｉf は、加算点５０に帰還される。この加
算点５０で、制御電圧Ｖc と抵抗Ｒc を等価的に示した
電流源５２からの制御電流Ｉi と帰還電流Ｉf が加算さ
れる。FIG. 7 shows the semiconductor laser device of FIG. 1 converted into a current mode. The feedback current If by the equivalent feedback resistor Rf is fed back to the addition point 50. At the addition point 50, the control current Ii and the feedback current If from the current source 52 which equivalently represent the control voltage Vc and the resistance Rc are added.
【００６１】また位相補償回路３０の等価インピーダン
スＺ(s) による補償電流Ｉc は加算点５２に帰還され、
ここで加算点５０からの出力電流と加算される。以上の
加算電流は、入力抵抗Ｒi 、入力部の容量Ｃsi、演算増
幅器１４の入力抵抗Ｒg 、および位相補償回路３０の容
量Ｃc を含む並列インピーダンス５６に流れて、入力部
の誤差電圧が得られる。The compensation current Ic due to the equivalent impedance Z (s) of the phase compensation circuit 30 is fed back to the addition point 52,
Here, the output current from the addition point 50 is added. The added current described above flows through the parallel impedance 56 including the input resistance Ri, the capacitance Csi of the input section, the input resistance Rg of the operational amplifier 14, and the capacitance Cc of the phase compensation circuit 30, and the error voltage of the input section is obtained.
【００６２】したがって、制御ループの伝達関数の中
に、並列インピーダンス５６で決定される極、すなわち
一次のＬＰＦ特性が付加されることになる。このＬＰＦ
特性が帯域制限の原因となる。Therefore, the pole determined by the parallel impedance 56, that is, the first-order LPF characteristic is added to the transfer function of the control loop. This LPF
Characteristics cause bandwidth limitation.
【００６３】そしてこのＬＰＦ特性による制御帯域の制
限を補償するには、図から容易に理解されるように、演
算増幅器１４の伝達関数Ｆ(s) に別の零点を追加すれば
よい。In order to compensate for the limitation of the control band due to the LPF characteristic, another zero point may be added to the transfer function F (s) of the operational amplifier 14, as can be easily understood from the figure.
【００６４】図８は、このような観点から広帯域化を図
った第３の基本例の半導体レーザ装置である。図１と対
応する部分にはここでも図１と同一符号を付してある。FIG. 8 shows a semiconductor laser device of a third basic example which has a broad band from such a viewpoint. The parts corresponding to those in FIG. 1 are also denoted by the same reference numerals as in FIG.
【００６５】この第３の基本例では、図１の演算増幅器
１４の部分を、演算増幅器６２と補償増幅器６４を組み
合わせた駆動電流制御回路６０として構成している。演
算増幅器６２は、上述した一次のＬＰＦ特性を持つ汎用
の演算増幅器である。In the third basic example, the operational amplifier 14 of FIG. 1 is configured as a drive current control circuit 60 in which an operational amplifier 62 and a compensation amplifier 64 are combined. The operational amplifier 62 is a general-purpose operational amplifier having the above-described first-order LPF characteristic.
【００６６】これに対して補償用増幅器６４は、演算増
幅器６２の伝達関数に零点を追加して高周波特性を補償
するために、演算増幅器６２に並列接続されている。こ
れら増幅器６２，６４の出力は加算点６６で並列加算結
合される。On the other hand, the compensating amplifier 64 is connected in parallel to the operational amplifier 62 in order to add a zero point to the transfer function of the operational amplifier 62 to compensate the high frequency characteristic. The outputs of these amplifiers 62 and 64 are parallel-added and combined at the addition point 66.
【００６７】但し、演算増幅供給６２は反転増幅器であ
るから、加算点６６では実際には出力の減算になる。こ
の第３の基本例による制御帯域の広帯域化を、次に解析
的に説明する。However, since the operational amplification supply 62 is an inverting amplifier, the output is actually subtracted at the addition point 66. The widening of the control band according to the third basic example will be analytically described below.
【００６８】汎用演算増幅器６２の伝達関数をＡ(s) と
すると、 Ａ(s) ＝Ｋa ・ω1 ／（ｓ＋ω1 ） …（８） として表わされる。ω1 は零点である。Assuming that the transfer function of the general-purpose operational amplifier 62 is A (s), it is expressed as follows: A (s) = Ka.ω1 / (s + ω1) (8) ω1 is the zero point.
【００６９】一方、増幅器６２，６４が並列接続されて
構成される駆動電流制御回路６０の所望の伝達関数Ｆ
(s) を、 Ｆ(s) ＝Ｋa ・ω1 ・（ｓ＋ω2 ）／（ｓ＋ω1 ）・ω2 …（９） とすれば、これを満たす補償増幅器６４の伝達関数Ｈ
(s) は、 Ｈ(s) ＝Ｆ(s) −Ａ(s) ＝（Ｋa ・ω1 ／ω2 ）｛ｓ／（ｓ＋ω1 ）｝ …（１０） として求まる。On the other hand, the desired transfer function F of the drive current control circuit 60 constructed by connecting the amplifiers 62 and 64 in parallel.
If (s) is F (s) = Ka.ω1. (s + ω2) / (s + ω1) .ω2 (9), the transfer function H of the compensation amplifier 64 that satisfies this
(s) is obtained as H (s) = F (s) -A (s) = (Ka..omega.1 / ω2) {s / (s + ω1)} (10).
【００７０】ω2 は、補償のために追加されるもう一つ
の零点である。すなわち、補償増幅器６４は、式（１
０）に示されるようにゲインＫa ・ω1／ω2 を持つ一
次ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）特性を持つようにすれ
ば、駆動電流制御回路６０として（９）式で表わされる
特性が得られる。Ω 2 is another zero added for compensation. That is, the compensating amplifier 64 has the formula (1
If the drive current control circuit 60 has a first-order high-pass filter (HPF) characteristic having a gain Ka · ω1 / ω2 as shown in 0), the characteristic represented by the equation (9) can be obtained.
【００７１】第２の零点ω2 は、補償増幅器６４のゲイ
ンを調整することにより、伝達関数Ｆ(s) 特性の所望の
位置に配置することができる。つまり、第２の零点ω2
を、演算増幅器６２の極ω1 で決まる制限帯域外の高周
波領域の所望の位置に設定することによって、駆動電流
制御回路６０全体として広帯域化を図ることができる。The second zero point ω 2 can be arranged at a desired position of the transfer function F (s) characteristic by adjusting the gain of the compensation amplifier 64. That is, the second zero point ω2
Is set to a desired position in a high frequency region outside the limited band determined by the pole ω1 of the operational amplifier 62, so that the drive current control circuit 60 as a whole can have a wide band.
【００７２】図９は、この第３の基本例による制限帯域
拡大の様子を示す利得−周波数特性である。演算増幅器
６２の伝達関数Ａ(s) は曲線７０で示され、補償用増幅
器６４の伝達関数Ｈ(s) は曲線７２〜７４で示され、全
体としての駆動電流制御回路６０の伝達関数Ｆ(s) はこ
れらを合成した曲線７０〜７４で示される。FIG. 9 is a gain-frequency characteristic showing how the limited band is expanded according to the third basic example. The transfer function A (s) of the operational amplifier 62 is shown by the curve 70, the transfer function H (s) of the compensating amplifier 64 is shown by the curves 72 to 74, and the transfer function F (of the drive current control circuit 60 as a whole is shown. s) is shown by curves 70 to 74 which are a combination of these.
【００７３】補償用増幅器６４のゲインＫh は、（１
０）式から、Ｋh ＝Ｋa ・ω1 ／ω2である。例えば、
演算増幅器６２の制御帯域の零点ω1 を２０ＭＨｚと
し、そのゲイン交差周波数ωh を６０ＭＨｚとすれば、
追加する零点ω2 をほぼωh に設定して、補償用増幅器
６４に必要なゲインは、演算増幅器６２のそれの１／３
となる。The gain Kh of the compensating amplifier 64 is (1
From the equation (0), Kh = Ka.ω1 / ω2. For example,
If the zero point ω1 of the control band of the operational amplifier 62 is 20 MHz and the gain crossover frequency ωh is 60 MHz,
By setting the additional zero point ω 2 to approximately ω h, the gain required for the compensating amplifier 64 is 1/3 of that of the operational amplifier 62.
Becomes
【００７４】これはトランジスタ一段で実現可能なゲイ
ンであり、したがってこの補償用増幅器６４の接続によ
って制御ループの遅延時間は一層短くなる。図１０は、
以上に説明した第１乃至第３の基本例を全て考慮に入れ
て具体化した第４の基本例の半導体レーザ装置を示して
いる。This is a gain which can be realized by one transistor, and therefore the delay time of the control loop is further shortened by the connection of the compensating amplifier 64. Figure 10
A semiconductor laser device according to a fourth basic example, which has been embodied in consideration of all the first to third basic examples described above, is shown.
【００７５】図１０における演算増幅器８０が先の実施
例で説明した演算増幅器１４或いは６２に相当する。ｎ
ｐｎトランジスタ８２，８４の部分が補償用増幅器６４
を構成している。The operational amplifier 80 in FIG. 10 corresponds to the operational amplifier 14 or 62 described in the previous embodiment. n
The pn transistors 82 and 84 are the compensating amplifier 64.
Are configured.
【００７６】トランジスタ８２のエミッタ出力とトラン
ジスタ８４のベース間に設けられたキャパシタ８６がこ
の補償用増幅器の一次のＨＰＦ特性を決定している。こ
れら二つの増幅器の出力加算は、ｎｐｎトランジスタ８
４と８８の電流加算により実現している。A capacitor 86 provided between the emitter output of the transistor 82 and the base of the transistor 84 determines the primary HPF characteristic of this compensating amplifier. The output sum of these two amplifiers is the npn transistor 8
This is achieved by adding the currents of 4 and 88.
【００７７】加算比は、抵抗９４，９６および９０によ
り設定され、この加算結果により所望の伝達関数Ｆ(s)
が決定される。二つの増幅器の出力加算結果は、バッフ
ァ用トランジスタ９２を介して出力される。The addition ratio is set by the resistors 94, 96 and 90, and the desired transfer function F (s) is determined by the addition result.
Is determined. The output addition results of the two amplifiers are output via the buffer transistor 92.
【００７８】このバッファ出力が抵抗８７とキャパシタ
８９を介して演算増幅器８０の反転入力端子に補償電流
として帰還されている。すなわち、抵抗８７とキャパシ
タ８９が、前述の位相補償回路３０を構成する抵抗Ｒc
とキャパシタＣc に相当する。This buffer output is fed back to the inverting input terminal of the operational amplifier 80 as a compensation current via the resistor 87 and the capacitor 89. That is, the resistor 87 and the capacitor 89 constitute the resistor Rc that constitutes the phase compensation circuit 30 described above.
And the capacitor Cc.
【００７９】但し、厳密には、抵抗８７は、抵抗Ｒc か
らバッファ用トランジスタ９２の出力抵抗を引いた値に
なる。この補償電流の負帰還によって、広帯域化時の制
御特性の安定化が図られることになる。Strictly speaking, however, the resistance 87 has a value obtained by subtracting the output resistance of the buffer transistor 92 from the resistance Rc. This negative feedback of the compensation current stabilizes the control characteristic when the band is widened.
【００８０】バッファ用トランジスタ９２の出力は、電
流駆動回路１６を構成するトランジスタ１００，１０２
のベースに供給されている。これらのトランジスタ１０
０，１０２のコレクタが半導体レーザ１２に接続され
て、半導体レーザ１２に駆動電流が供給される。The output of the buffer transistor 92 is the output of the transistors 100 and 102 that form the current drive circuit 16.
Has been supplied to the base. These transistors 10
The collectors 0 and 102 are connected to the semiconductor laser 12, and a driving current is supplied to the semiconductor laser 12.
【００８１】トランジスタ１０２のエミッタは抵抗１０
４，１０６を介して接地されている。抵抗１０６は駆動
電流検出用であって、その電位降下をトランジスタ１０
１が検出する。検出結果はトランジスタ１１４に与えら
れ、このトランジスタ１１４が半導体レーザ１２の駆動
電流を制限する。The emitter of the transistor 102 is the resistor 10
It is grounded via 4, 106. The resistor 106 is for detecting the drive current, and its potential drop is caused by the transistor 10
1 detects. The detection result is given to the transistor 114, which limits the drive current of the semiconductor laser 12.
【００８２】電流検出用のトランジスタ１０１のエミッ
タに設けられた抵抗１１６は、電流制限特性を緩やかに
動作させるためのものである。電流検出用トランジスタ
１０１に並列に接続されたトランジスタ１１８は、外部
的にこのレーザ制御回路動作をオン，オフ制御するため
に設けられている。The resistor 116 provided at the emitter of the current detecting transistor 101 is for gently operating the current limiting characteristic. A transistor 118 connected in parallel with the current detection transistor 101 is provided to externally turn on and off the operation of the laser control circuit.
【００８３】異常が発生した場合にこのトランジスタ１
１８をオンにすることによって、電流制御用トランジス
タ１１４をオフにし、もって半導体レーザ１２の出力を
完全にオフすることができる。When an abnormality occurs, this transistor 1
By turning on 18, the current control transistor 114 can be turned off, and thus the output of the semiconductor laser 12 can be turned off completely.
【００８４】以上の回路構成では、制御ループのゲイン
交差周波数近傍で動作するのは、トランジスタ８２，８
４，８８，９４の４段のみであり、ここでの遅延時間は
１ｎsec 以下とすることが容易であり、しかも、制御帯
域の広帯域化が図られる。In the above circuit configuration, the transistors 82 and 8 operate near the gain crossover frequency of the control loop.
There are only four stages of 4,88,94, and the delay time here can be easily set to 1 nsec or less, and the control band can be widened.
【００８５】そして、この広帯域化によって、半導体レ
ーザが発生するノイズもより広帯域で抑圧することがで
きる。この場合の実験によれば、帰還制御を全く行わな
い場合と比較して、以上のような帰還制御を施すことに
より１０ｄＢ以上のノイズ低減が可能であることが確認
されている。With this wide band, noise generated by the semiconductor laser can be suppressed in a wider band. According to the experiment in this case, it is confirmed that the noise reduction of 10 dB or more can be achieved by performing the above feedback control, as compared with the case where no feedback control is performed.
【００８６】図１１乃至図１３は、実験の測定結果であ
り、図１１は、駆動電流制御回路のゲイン特性（曲線１
５０）と位相特性（曲線１５２）である。これに対して
図１２は、図１０に示した第４の基本例の半導体レーザ
制御ループのゲイン特性（曲線１６０）と位相特性（曲
線１６２）である。11 to 13 show the measurement results of the experiment, and FIG. 11 shows the gain characteristics (curve 1) of the drive current control circuit.
50) and the phase characteristic (curve 152). On the other hand, FIG. 12 shows the gain characteristic (curve 160) and the phase characteristic (curve 162) of the semiconductor laser control loop of the fourth basic example shown in FIG.
【００８７】制御帯域が１７５ＭＨｚと高周波域まで安
定にレーザ光出力制御が行われていることがわかる。ま
た図１３は、以上による帰還制御をオン，オフした場合
のノイズ低減の効果を示すもので、１０ｄＢ以上のノイ
ズ低減が図られていることが分かる。It can be seen that the laser light output control is stably performed up to the high frequency range of 175 MHz in the control band. FIG. 13 shows the effect of noise reduction when the feedback control is turned on and off as described above, and it can be seen that noise reduction of 10 dB or more is achieved.
【００８８】図１４は、以上のような基本例による半導
体レーザ装置を光ディスク装置に適用した例を示してい
る。演算増幅器１４と電流駆動回路１６を含む制御駆動
回路部２０１は、制御電圧Ｖc 、基準電圧Ｖf 等を発生
する記録／再生コントローラ２１０によって制御され
る。FIG. 14 shows an example in which the semiconductor laser device according to the above basic example is applied to an optical disk device. The control drive circuit unit 201 including the operational amplifier 14 and the current drive circuit 16 is controlled by the recording / reproducing controller 210 which generates the control voltage Vc, the reference voltage Vf and the like.
【００８９】半導体レーザ１２及びモニタ用光検出素子
２（ｐｉｎフォトダイオード）２２は、固定された光学
ユニット２００内に設けられている。データ書込み時、
半導体レーザ１２は、情報によりアナログ的にまたはデ
ジタル的に変調された制御電圧Ｖc に従ってレーザビー
ムを出射する。The semiconductor laser 12 and the monitor photodetection element 2 (pin photodiode) 22 are provided in the fixed optical unit 200. When writing data,
The semiconductor laser 12 emits a laser beam according to a control voltage Vc which is analogically or digitally modulated by information.
【００９０】この半導体レーザ１２の出力光ビームは、
レンズ、複合プリズム、ミラー等により構成される光学
系２０２により、読出し／書込み用光学ヘッド２０４に
導かれる。The output light beam of this semiconductor laser 12 is
An optical system 202 including a lens, a composite prism, a mirror, and the like guides the light to a read / write optical head 204.
【００９１】光学ヘッド２０４はこの光ディスク装置に
セットされて回転する光ディスク２０６の半径方向に直
線的に移動可能である。半導体レーザ１２が光ディスク
２０６に光学的に記録された情報を読出しまたは再生す
るための弱い光強度のレーザビームを出力する場合に
も、その読出しビームは、同様にして光学系２０２及び
ヘッド２０４により、光ディスク２０６に導かれる。The optical head 204 is linearly movable in the radial direction of the rotating optical disc 206 set in the optical disc device. Even when the semiconductor laser 12 outputs a laser beam having a weak light intensity for reading or reproducing information optically recorded on the optical disc 206, the read beam is similarly output by the optical system 202 and the head 204. It is guided to the optical disc 206.
【００９２】半導体レーザ１２からの出力光の一部は複
合プリズムによって分離されて、光検出素子２２に入力
され、モニターが行われる。ここで、光検出素子２２の
前面には集光レンズ２０８が設けられ、モニタ光ビーム
を収束させて効率よく、光検出素子２２に入力するよう
になっている。光ディスク２０６の表面に近接して、温
度センサ２１２が配置されている。コントローラ２１０
は、温度センサ２１２からの雰囲気温度検出信号Ｓt に
応答して、制御電圧Ｖc の平均値或いは基準電圧Ｖr の
レベルを適切に更新するようになっている。A part of the output light from the semiconductor laser 12 is separated by the composite prism and input to the photodetector 22 for monitoring. Here, a condenser lens 208 is provided on the front surface of the light detection element 22 so that the monitor light beam is converged and efficiently input to the light detection element 22. A temperature sensor 212 is arranged near the surface of the optical disc 206. Controller 210
Is adapted to appropriately update the average value of the control voltage Vc or the level of the reference voltage Vr in response to the ambient temperature detection signal St from the temperature sensor 212.
【００９３】以上説明したように本発明の基本例によれ
ば、外部からの制御電圧を抵抗を介して制御電流の形で
演算増幅器の入力端子に与え、モニタ用光検出素子の出
力電流をやはり電流の形で演算増幅器の入力端子に負帰
還することによって、半導体レーザ制御回路全体を、等
価的に、帰還パラメータが光検出素子の接合容量の影響
を受けずに調整できる簡単な反転増幅器として扱えるよ
うにし、もって半導体レーザの光強度変調を広帯域に渡
って高精度で行うことができる。As described above, according to the basic example of the present invention, a control voltage from the outside is applied to the input terminal of the operational amplifier in the form of a control current via a resistor, and the output current of the photodetector element for monitoring is also changed. By negatively feeding back to the input terminal of the operational amplifier in the form of current, the entire semiconductor laser control circuit can be treated equivalently as a simple inverting amplifier whose feedback parameters can be adjusted without being affected by the junction capacitance of the photodetector. Thus, the light intensity modulation of the semiconductor laser can be performed over a wide band with high accuracy.
【００９４】次に、以上のような基本例の構成により広
帯域に渡って高精度で光強度変調を可能とした半導体レ
ーザ装置において、レーザパワーの異常を簡便にリアル
タイムで検知し得るようにした本発明の実施例について
図面を参照して説明する。Next, in the semiconductor laser device capable of highly accurately modulating the light intensity over a wide band with the configuration of the basic example as described above, it is possible to easily detect an abnormal laser power in real time. Embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
【００９５】図１５は本発明の一実施例が適用される半
導体レーザ装置の要部の構成を概念的に示すブロック図
である。図１５において、レーザパワーコントロール回
路２００は半導体レーザ１２の出力パワーを制御する。FIG. 15 is a block diagram conceptually showing the structure of a main part of a semiconductor laser device to which an embodiment of the present invention is applied. In FIG. 15, a laser power control circuit 200 controls the output power of the semiconductor laser 12.
【００９６】この半導体レーザ１２からのレーザ光はプ
リズム２０７で光ディスク２０６に照射されると共に、
その一部が光検出素子２２でモニタされる。そして、光
検出素子からの光電変換電流はレーザパワーコントロー
ル回路２２０に負帰還される。The laser light from the semiconductor laser 12 is applied to the optical disc 206 by the prism 207, and
A part of it is monitored by the photodetector element 22. Then, the photoelectric conversion current from the photodetector is negatively fed back to the laser power control circuit 220.
【００９７】図１６は、レーザパワーコントロール回路
２２０はの詳細構成を示すブロックであり、上述した基
本例の半導体レーザ装置における抵抗Ｒi 、（誤差検出
用）演算増幅器１４、（レーザ）電流駆動回路１６及び
位相補償回路３０を含むと共に、レーザパワーしきい値
設定回路２２１及びレーザパワー異常検出回路２２２を
含んでいる。FIG. 16 is a block diagram showing a detailed configuration of the laser power control circuit 220. The resistance Ri, the operational amplifier 14 (for error detection), and the (laser) current drive circuit 16 in the semiconductor laser device of the above-mentioned basic example are shown in FIG. And a phase compensation circuit 30, a laser power threshold value setting circuit 221 and a laser power abnormality detection circuit 222.
【００９８】すなわち、演算増幅器１４、電流駆動回路
１６及び位相補償回路３０は先に示した各基本例のそれ
と同様に、半導体レーザ装置が広帯域に渡って高精度で
光強度変調を簡単な構成で実現することに寄与してい
る。That is, the operational amplifier 14, the current drive circuit 16 and the phase compensation circuit 30 have the same structure as that of each of the above-described basic examples, and the semiconductor laser device has a simple structure for performing high-precision light intensity modulation over a wide band. Contributing to the realization.
【００９９】そして、レーザパワー異常検知回路２２２
は、演算増幅器１４からの誤差電流Ｉerr をレーザパワ
ーしきい値設定回路２２１からの後述るようなしきい値
でもってモニタすることにより、レーザパワーの異常が
生じたときはそれをリアルタイムで検知して直ちに電流
駆動回路１６を介して半導体レーザ１２の駆動を停止さ
せる如く機能する。Then, the laser power abnormality detection circuit 222
The error current Ierr from the operational amplifier 14 is monitored by a threshold value from the laser power threshold value setting circuit 221 as will be described later, so that when the laser power abnormality occurs, it is detected in real time. It immediately functions to stop the driving of the semiconductor laser 12 via the current driving circuit 16.
【０１００】具体的には、第４の基本例で述べたように
図１０に示すトランジスタ１１８をオンすることによっ
て、電流制限用トランジスタ１１４をオフにして半導体
レーザ１２の出力を完全にオフにするようにしてやれば
よい。Specifically, as described in the fourth basic example, by turning on the transistor 118 shown in FIG. 10, the current limiting transistor 114 is turned off and the output of the semiconductor laser 12 is completely turned off. You can do it like this.
【０１０１】次に、以上のようなレーザパワーの異常を
リアルタイムで検知する機能を有する本発明の実施例と
して光ディスク装置に適用した場合について説明する。
なお、図１５及び図１６において前述した各基本例と対
応する部分には図１乃至図１４の該当部と同一符号を付
してそれらの詳細な説明は省略するものとする。Next, a case where the present invention is applied to an optical disk device as an embodiment of the present invention having a function of detecting the above-mentioned abnormality in laser power in real time will be described.
In addition, in FIGS. 15 and 16, the portions corresponding to the respective basic examples described above are denoted by the same reference numerals as the corresponding portions in FIGS. 1 to 14, and detailed description thereof will be omitted.
【０１０２】光ディスク装置のレーザパワー（光量）コ
ントロール部の構成を示す１５，図１６において、ま
ず、レーザパワーコントロール回路２２０の内部の基準
信号生成回路２２３または外部のコントローラ２１０
で、リードモード、ライトモード、イレーズモードの各
モードでの基準信号を生成し、この信号に応じた光量だ
け発光するように半導体レーザ（以下ＬＤと記す）１２
を発光させる。In FIG. 15 and FIG. 16 showing the configuration of the laser power (light quantity) control section of the optical disk device, first, the reference signal generation circuit 223 inside the laser power control circuit 220 or the external controller 210 is shown.
Then, the semiconductor laser (hereinafter referred to as LD) 12 generates a reference signal in each of the read mode, the write mode, and the erase mode, and emits a light amount corresponding to the reference signal.
Light up.
【０１０３】次に発光したＬＤ１２の光は、プリズム２
０７を通して、レーザパワーコントロール専用の光検出
素子（以下ＰＤと記す）２２に入射する。ＰＤ２２に入
った光は、電気信号に変換され、レーザパワーコントロ
ール回路２２０に伝えられる。The light emitted from the LD 12 is emitted from the prism 2
The light is incident on a photodetector element (hereinafter referred to as PD) 22 dedicated to laser power control through 07. The light entering the PD 22 is converted into an electric signal and transmitted to the laser power control circuit 220.
【０１０４】次にレーザパワーコントロール回路２２０
に伝えられたＰＤ２２からの電気信号は、各モードでの
基準信号と比較し、誤差がなくなるようにＬＤ１２を発
光させる。Next, the laser power control circuit 220
The electric signal transmitted from the PD 22 is compared with the reference signal in each mode, and the LD 12 emits light so that the error is eliminated.
【０１０５】これにより、プリズム２０７により偏向さ
れて光ディスク２０６に照射されるレーザパワーを一定
に保つことができる。ここで、各モード時の基準信号
と、ＰＤ２２からの電気信号との比較は、図１６に示す
レーザパワーコントロール回路２１０内の誤差検出用演
算増幅器１４で行われるようになっている。As a result, the laser power deflected by the prism 207 and applied to the optical disc 206 can be kept constant. Here, the comparison between the reference signal in each mode and the electric signal from the PD 22 is performed by the error detecting operational amplifier 14 in the laser power control circuit 210 shown in FIG.
【０１０６】ＰＤ２２からの電気信号をＩpd、各モード
時の基準信号をＩref 、比較した誤差信号をＩerr とす
ると、 Ｉerr ＝Ｉref ＋Ｉpd …（１１） であり、基準信号Ｉref に応じた光量でＬＤ１２が発光
している場合、Ｉerr は０となっている（図１７に示す
ａ領域参照）。When the electric signal from the PD 22 is Ipd, the reference signal in each mode is Iref, and the compared error signal is Ierr, Ierr = Iref + Ipd (11), and the LD12 emits light at a light amount corresponding to the reference signal Iref. When light is emitted, Ierr is 0 (see the area a shown in FIG. 17).
【０１０７】しかし、通常レーザパワーは、温度などの
影響により、わずかに変動するためＩpdもわずかに変化
し、誤差信号Ｉerr に表れる（図１７のｂ領域参照）。
次に、レーザパワーが大きく変化、もしくは基準信号Ｉ
ref に応じた光量と大きく異なる光量の場合、誤差信号
Ｉerr も大きな値を示す（図１７のｃ領域参照）。However, the normal laser power slightly fluctuates due to the influence of temperature and the like, so that Ipd also slightly changes and appears in the error signal Ierr (see the region b in FIG. 17).
Next, the laser power changes greatly or the reference signal I
When the light amount greatly differs from the light amount according to ref, the error signal Ierr also shows a large value (see region c in FIG. 17).
【０１０８】このことより、誤差信号Ｉerr はレーザパ
ワーが、各モード時の基準信号Ｉref に応じたレーザパ
ワーとの光量比較として用いることができる。よって、
各モード時において誤差信号Ｉerr に図１７に示すよう
なスレショルドレベルＴＨ1 ，ＴＨ2 を設け、その値を
誤差信号Ｉerr が越えたとき、レーザパワーが異常であ
るとの判断が行えるので、これにより、レーザパワーを
リアルタイムに異常検知することができる。As a result, the error signal Ierr can be used as a light quantity comparison between the laser power and the laser power corresponding to the reference signal Iref in each mode. Therefore,
In each mode, the error signal Ierr is provided with threshold levels TH1 and TH2 as shown in FIG. 17. When the error signal Ierr exceeds the threshold levels TH1 and TH2, it is possible to judge that the laser power is abnormal. It is possible to detect power abnormalities in real time.
【０１０９】すなわち、演算増幅器１４からの誤差信号
Ｉerr は、前述したように（レーザ）電流駆動回路１６
に供給されると共に、レーザパワー異常検知回路２２２
にも供給される。That is, the error signal Ierr from the operational amplifier 14 is supplied to the (laser) current drive circuit 16 as described above.
Laser power abnormality detection circuit 222
Will also be supplied.
【０１１０】ここで、レーザパワー異常検知回路２２２
は、上記誤差信号Ｉerr が内部のレーザパワーしきい値
設定回路２２１または外部のコントローラ２１０から設
定される上述したようなスレショルドレベルＴＨ1 ，Ｔ
Ｈ2 （Ｖt ）を越えたとき即レーザパワーの異常をリア
ルタイムで検知して、上述したように電流駆動回路１６
を介してＬＤ１２の発光を停止せしめると共に、コント
ローラ２１０にレーザパワーが異常であることを通知す
る。これにより、コントローラ２１０は以後の必要な措
置をとることをオペレータ等に報知することができるよ
うになる。Here, the laser power abnormality detection circuit 222
Means that the error signal Ierr is set by the internal laser power threshold value setting circuit 221 or the external controller 210 as described above.
When H2 (Vt) is exceeded, the laser power abnormality is immediately detected in real time, and as described above, the current drive circuit 16
The light emission of the LD 12 is stopped via and the controller 210 is notified that the laser power is abnormal. As a result, the controller 210 can notify the operator or the like that the necessary measures will be taken thereafter.
【０１１１】[0111]
【発明の効果】従って、以上詳述したように、本発明に
よれば、制御回路を複雑にすることなく、広帯域にわた
って高精度の光強度変調を可能とすると共にレーザパワ
ーの異常をリアルタイムで簡便に検知し得るようにした
半導体レーザ装置及びそれを用いる光学式情報記録再生
装置を提供することができる。Therefore, as described in detail above, according to the present invention, highly accurate light intensity modulation can be performed over a wide band without complicating the control circuit, and abnormal laser power can be easily detected in real time. Thus, it is possible to provide a semiconductor laser device capable of detecting the above and an optical information recording / reproducing device using the same.
【図１】第１の基本例の半導体レーザ装置の構成を示す
図。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a semiconductor laser device of a first basic example.
【図２】同基本例の帰還路の等価構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an equivalent configuration of a return path of the same basic example.
【図３】同基本例の装置の全体構成を等価的に反転増幅
器として示す図。FIG. 3 is a diagram equivalently showing an overall configuration of the apparatus of the same basic example as an inverting amplifier.
【図４】第２の基本例の半導体レーザ装置の構成を示す
図。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a semiconductor laser device of a second basic example.
【図５】同基本例の帰還路の等価構成を示す図。FIG. 5 is a diagram showing an equivalent configuration of a return path of the same basic example.
【図６】同基本例の装置の全体構成を等価的に反転増幅
器として示す図。FIG. 6 is a diagram equivalently showing an overall configuration of the apparatus of the same basic example as an inverting amplifier.
【図７】図１の装置構成を電流モードで表わした等価回
路図。7 is an equivalent circuit diagram showing the device configuration of FIG. 1 in a current mode.
【図８】第３の基本例の半導体レーザ装置の構成を示す
図。FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a semiconductor laser device of a third basic example.
【図９】同基本例による制御回路部の周波数特性を示す
図。FIG. 9 is a diagram showing frequency characteristics of a control circuit unit according to the same basic example.
【図１０】より具体化した第４の基本例の半導体レーザ
装置構成を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a more specific semiconductor laser device configuration of a fourth basic example.
【図１１】同基本例の制御回路部の周波数特性を示す
図。FIG. 11 is a diagram showing frequency characteristics of a control circuit unit of the same basic example.
【図１２】同基本例の制御ループの周波数特性を示す
図。FIG. 12 is a diagram showing frequency characteristics of a control loop of the same basic example.
【図１３】同基本例の制御によるノイズ低減の効果を示
す図。FIG. 13 is a diagram showing an effect of noise reduction by the control of the basic example.
【図１４】本発明の基本例による装置を応用した光ディ
スク装置の構成を示す図。FIG. 14 is a diagram showing a configuration of an optical disc device to which the device according to the basic example of the present invention is applied.
【図１５】本発明の一実施例が適用される光ディスク装
置の要部の概略構成を示すブロック図。FIG. 15 is a block diagram showing a schematic configuration of a main part of an optical disc device to which an embodiment of the present invention is applied.
【図１６】同実施例のレーザパワーコントロール回路の
具体例を示すブロック図。FIG. 16 is a block diagram showing a specific example of a laser power control circuit of the same embodiment.
【図１７】同実施例の動作を説明するための図。FIG. 17 is a diagram for explaining the operation of the embodiment.
１２…半導体レーザ（ＬＤ）、１４…演算増幅器（駆動
電流制御回路）、１６…電流駆動回路、２２…光検出素
子（ＰＤ）、３０…位相補償回路、１８…制御電圧入力
端子、２０…基準電圧入力端子（非反転入力端子）、２
９…反転入力端子、Ｒi …抵抗素子、６２…汎用演算増
幅器、６４…補償増幅器、６０…駆動電流制御回路、２
２０…レーザパワーコントロール回路、２０３…光ディ
スク、２０７…プリズム、２２１…レーザパワーしきい
値設定回路、２２２…レーザパワー異常検出回路、２２
３…基準信号生成回路、２１０…光学データ記録／再生
コントローラ。12 ... Semiconductor laser (LD), 14 ... Operational amplifier (driving current control circuit), 16 ... Current driving circuit, 22 ... Photodetector (PD), 30 ... Phase compensation circuit, 18 ... Control voltage input terminal, 20 ... Reference Voltage input terminal (non-inverting input terminal), 2
9 ... Inversion input terminal, Ri ... Resistance element, 62 ... General-purpose operational amplifier, 64 ... Compensation amplifier, 60 ... Driving current control circuit, 2
20 ... Laser power control circuit, 203 ... Optical disk, 207 ... Prism, 221 ... Laser power threshold setting circuit, 222 ... Laser power abnormality detection circuit, 22
3 ... Reference signal generation circuit, 210 ... Optical data recording / reproducing controller.
Claims (6)
と、 前記半導体レーザの出力光を検出する光検出素子と、 入力端子に前記光検出素子の出力電流が負帰還される演
算増幅器を有し、この演算増幅器の出力端子に得られる
誤差信号を前記電流駆動回路に駆動電流の制御信号とし
て供給する駆動電流制御手段と、 前記演算増幅器の出力端子に得られる誤差信号が所定の
スレショルドレベルを越えるときにレーザパワーの異常
を検知して前記電流駆動回路を介して前記半導体レーザ
の発光を停止させるレーザパワー異常検知手段と、 を備えたことを特徴とする半導体レーザ装置。1. A semiconductor laser, a current drive circuit for supplying a drive current to the semiconductor laser, a photodetector for detecting output light of the semiconductor laser, and an output current of the photodetector for negative feedback to an input terminal. Drive current control means for supplying an error signal obtained at the output terminal of the operational amplifier to the current drive circuit as a control signal for the drive current, and an error signal obtained at the output terminal of the operational amplifier. Laser power abnormality detection means for detecting an abnormality in the laser power and stopping the emission of the semiconductor laser through the current drive circuit when exceeds a predetermined threshold level. .
と、 前記半導体レーザの出力光を検出する光検出素子と、 入力端子に前記光検出素子の出力電流が負帰還される演
算増幅器を有し、この演算増幅器の出力端子に得られる
誤差信号を前記電流駆動回路に駆動電流の制御信号とし
て供給する駆動電流制御手段と、 この駆動電流制御手段の出力端子と前記入力端子間に設
けられて位相遅れを補償するための補償電流を前記入力
端子に負帰還する位相補償手段と、 前記演算増幅器の出力端子に得られる誤差信号が所定の
スレショルドレベルを越えるときにレーザパワーの異常
を検知して前記電流駆動回路を介して前記半導体レーザ
の発光を停止させるレーザパワー異常検知手段と、 を備えたことを特徴とする半導体レーザ装置。2. A semiconductor laser, a current drive circuit for supplying a drive current to the semiconductor laser, a photodetector for detecting output light of the semiconductor laser, and an output current of the photodetector for negative feedback to an input terminal. Drive current control means for supplying an error signal obtained at the output terminal of the operational amplifier to the current drive circuit as a control signal for the drive current, and an output terminal of the drive current control means and the input. Phase compensation means provided between the terminals for negatively feeding back a compensation current for compensating the phase delay to the input terminal, and laser power when the error signal obtained at the output terminal of the operational amplifier exceeds a predetermined threshold level. A laser power abnormality detecting means for detecting the abnormality of the semiconductor laser and stopping the emission of the semiconductor laser through the current drive circuit. Conductor laser device.
と、 前記半導体レーザの出力光を検出する光検出素子と、 入力端子に前記光検出素子の出力電流が負帰還される演
算増幅器を有し、この演算増幅器の出力端子に得られる
誤差信号を前記電流駆動回路に駆動電流の制御信号とし
て供給する駆動電流制御手段と、 この駆動電流制御手段の出力端子と前記入力端子間に設
けられて位相遅れを補償するための補償電流を前記入力
端子に負帰還する位相補償手段と、 前記演算増幅器の出力端子に得られる誤差信号が所定の
スレショルドレベルを越えるときにレーザパワーの異常
を検知して前記電流駆動回路を介して前記半導体レーザ
の発光を停止させるレーザパワー異常検知手段と、 を備え、 前記位相補助手段は、キャパシタまたはキャパシタと抵
抗の直列回路により構成されていることを特徴とする半
導体レーザ装置。3. A semiconductor laser, a current drive circuit for supplying a drive current to the semiconductor laser, a photodetector for detecting output light of the semiconductor laser, and an output current of the photodetector for negative feedback to an input terminal. Drive current control means for supplying an error signal obtained at the output terminal of the operational amplifier to the current drive circuit as a control signal for the drive current, and an output terminal of the drive current control means and the input. Phase compensation means provided between the terminals for negatively feeding back a compensation current for compensating the phase delay to the input terminal, and laser power when the error signal obtained at the output terminal of the operational amplifier exceeds a predetermined threshold level. Laser power abnormality detecting means for detecting the abnormality of the semiconductor laser and stopping the emission of the semiconductor laser through the current drive circuit, and the phase assisting means. A semiconductor laser device characterized by being constituted by a series circuit of a capacitor or a capacitor and a resistor.
と、 前記半導体レーザの出力光を検出する光検出素子と、 入力端子に前記光検出素子の出力電流が負帰還される演
算増幅器を有し、この演算増幅器の出力端子に得られる
誤差信号を前記電流駆動回路に駆動電流の制御信号とし
て供給する駆動電流制御手段と、 前記演算増幅器の出力端子に得られる誤差信号が所定の
スレショルドレベルを越えるときにレーザパワーの異常
を検知して前記電流駆動回路を介して前記半導体レーザ
の発光を停止させるレーザパワー異常検知手段と、 を備え、 前記駆動電流制御手段は、その伝達関係が、低周波領域
の利得を大きく保つ一つの極と、高周波領域の位相遅れ
を補償する零点とを有することを特徴とする半導体レー
ザ装置。4. A semiconductor laser, a current drive circuit for supplying a drive current to the semiconductor laser, a photodetector for detecting output light of the semiconductor laser, and an output current of the photodetector for negative feedback to an input terminal. Drive current control means for supplying an error signal obtained at the output terminal of the operational amplifier to the current drive circuit as a control signal for the drive current, and an error signal obtained at the output terminal of the operational amplifier. A laser power abnormality detection means for detecting an abnormality in laser power and stopping the emission of the semiconductor laser through the current drive circuit when exceeds a predetermined threshold level, the drive current control means comprising: A semiconductor laser characterized in that the transmission relationship has one pole for keeping a large gain in a low frequency region and a zero point for compensating for a phase delay in a high frequency region. The device.
と、 前記半導体レーザの出力光を検出する光検出素子と、 入力端子に前記光検出素子の出力電流が負帰還される演
算増幅器を有し、この演算増幅器の出力端子に得られる
誤差信号を前記電流駆動回路に駆動電流の制御信号とし
て供給する駆動電流制御手段と、 この駆動電流制御手段の出力端子と前記入力端子間に設
けられて位相遅れを補償するための補償電流を前記入力
端子に負帰還する位相補償手段と、 前記演算増幅器の出力端子に得られる誤差信号が所定の
スレショルドレベルを越えるときにレーザパワーの異常
を検知して前記電流駆動回路を介して前記半導体レーザ
の発光を停止させるレーザパワー異常検知手段と、 を備え、 前記駆動電流制御手段は、その伝達関係が、低周波領域
の利得を大きく保つ一つの極と、高周波領域の位相遅れ
を補償する零点とを有することを特徴とする半導体レー
ザ装置。5. A semiconductor laser, a current drive circuit for supplying a drive current to the semiconductor laser, a photodetector for detecting output light of the semiconductor laser, and an output current of the photodetector for negative feedback to an input terminal. Drive current control means for supplying an error signal obtained at the output terminal of the operational amplifier to the current drive circuit as a control signal for the drive current, and an output terminal of the drive current control means and the input. Phase compensation means provided between the terminals for negatively feeding back a compensation current for compensating the phase delay to the input terminal, and laser power when the error signal obtained at the output terminal of the operational amplifier exceeds a predetermined threshold level. Laser power abnormality detection means for detecting the abnormality of the semiconductor laser and stopping the emission of the semiconductor laser through the current drive circuit. Stage, the transfer relation is a semiconductor laser device characterized by having a single pole to maintain a large gain of the low-frequency region, and a zero point to compensate for the phase delay of the high-frequency region.
と、 前記半導体レーザの出力光を検出する光検出素子と、 入力端子に前記光検出素子の出力電流が負帰還される演
算増幅器を有し、この演算増幅器の出力端子に得られる
誤差信号を前記電流駆動回路に駆動電流の制御信号とし
て供給する駆動電流制御手段と、 この駆動電流制御手段の出力端子と前記入力端子間に設
けられて位相遅れを補償するための補償電流を前記入力
端子に負帰還する位相補償手段と、 前記演算増幅器の出力端子に得られる誤差信号が所定の
スレショルドレベルを越えるときにレーザパワーの異常
を検知して前記電流駆動回路を介して前記半導体レーザ
の発光を停止させるレーザパワー異常検知手段と、 を備え、 前記駆動電流制御手段は、その伝達関係が、低周波領域
の利得を大きく保つ一つの極と、高周波領域の位相遅れ
を補償する零点とを有し、 前記位相補助手段は、キャパシタまたはキャパシタと抵
抗の直列回路により構成されていることを特徴とする半
導体レーザ装置。6. A semiconductor laser, a current drive circuit for supplying a drive current to the semiconductor laser, a photodetector for detecting the output light of the semiconductor laser, and an output current of the photodetector for negative feedback to an input terminal. Drive current control means for supplying an error signal obtained at the output terminal of the operational amplifier to the current drive circuit as a control signal for the drive current, and an output terminal of the drive current control means and the input. Phase compensation means provided between the terminals for negatively feeding back a compensation current for compensating the phase delay to the input terminal, and laser power when the error signal obtained at the output terminal of the operational amplifier exceeds a predetermined threshold level. Laser power abnormality detection means for detecting the abnormality of the semiconductor laser and stopping the emission of the semiconductor laser through the current drive circuit. The stage has one pole whose transmission relationship maintains a large gain in a low frequency region and a zero point which compensates for a phase delay in a high frequency region, and the phase assisting means is a capacitor or a series circuit of a capacitor and a resistor. A semiconductor laser device having a structure.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6226728A JPH0896395A (en) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | Semiconductor laser device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6226728A JPH0896395A (en) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | Semiconductor laser device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0896395A true JPH0896395A (en) | 1996-04-12 |
Family
ID=16849689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6226728A Pending JPH0896395A (en) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | Semiconductor laser device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0896395A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110571645A (en) * | 2019-10-09 | 2019-12-13 | 天逸瑞狮（苏州）口腔医疗科技股份有限公司 | Laser power attenuation compensation circuit of image scanning device |
| CN111030428A (en) * | 2019-11-27 | 2020-04-17 | 山东航天电子技术研究所 | Feedback control circuit and high-reliability laser driving power supply |
| CN114336269A (en) * | 2020-09-29 | 2022-04-12 | 深圳市帝迈生物技术有限公司 | Drive circuit and laser device |
-
1994
- 1994-09-21 JP JP6226728A patent/JPH0896395A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110571645A (en) * | 2019-10-09 | 2019-12-13 | 天逸瑞狮（苏州）口腔医疗科技股份有限公司 | Laser power attenuation compensation circuit of image scanning device |
| CN111030428A (en) * | 2019-11-27 | 2020-04-17 | 山东航天电子技术研究所 | Feedback control circuit and high-reliability laser driving power supply |
| CN111030428B (en) * | 2019-11-27 | 2023-04-21 | 山东航天电子技术研究所 | Feedback control circuit and high-reliability laser driving power supply |
| CN114336269A (en) * | 2020-09-29 | 2022-04-12 | 深圳市帝迈生物技术有限公司 | Drive circuit and laser device |
| CN114336269B (en) * | 2020-09-29 | 2024-01-16 | 深圳市帝迈生物技术有限公司 | Driving circuit and laser device |
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