JPH10163555A - 光出力レベル制御方法及び光出力レベル制御装置 - Google Patents
光出力レベル制御方法及び光出力レベル制御装置Info
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- JPH10163555A JPH10163555A JP32395896A JP32395896A JPH10163555A JP H10163555 A JPH10163555 A JP H10163555A JP 32395896 A JP32395896 A JP 32395896A JP 32395896 A JP32395896 A JP 32395896A JP H10163555 A JPH10163555 A JP H10163555A
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 LDの劣化により微分効率が変化した場合で
も一定の消光比を保つことができるとともに,急速なL
Dの劣化にも対応することができる光出力レベル制御方
法と制御装置とを提供する。 【解決手段】 デューティ(duty)比の異なる2種類の試
験信号を用いLD12の光出力のモニタ用のモニタ用受
光素子13と,モニタ用受光素子13のモニタ出力信号
の平均値を検出する平均値検出回路4と,平均値検出回
路4の出力を記憶し2種類の試験信号の平均値の差分と
LDの初期状態でのモニタ出力平均値とLD発振後のモ
ニタ出力平均値の差分をとる記憶・差分演算回路5と,
バイアス電流Ibの変化を監視するバイアス電流監視回
路10と,記憶・差分演算回路5の出力に応じてパルス
変調電流を制御するパルス変調制御回路6を有する。
も一定の消光比を保つことができるとともに,急速なL
Dの劣化にも対応することができる光出力レベル制御方
法と制御装置とを提供する。 【解決手段】 デューティ(duty)比の異なる2種類の試
験信号を用いLD12の光出力のモニタ用のモニタ用受
光素子13と,モニタ用受光素子13のモニタ出力信号
の平均値を検出する平均値検出回路4と,平均値検出回
路4の出力を記憶し2種類の試験信号の平均値の差分と
LDの初期状態でのモニタ出力平均値とLD発振後のモ
ニタ出力平均値の差分をとる記憶・差分演算回路5と,
バイアス電流Ibの変化を監視するバイアス電流監視回
路10と,記憶・差分演算回路5の出力に応じてパルス
変調電流を制御するパルス変調制御回路6を有する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,光ファイバを伝送
媒体とする光通信システムの中の光送信器等に用いられ
る半導体レーザの駆動回路に関し,特にレーザの出力を
一定に保つ光出力補償回路に関する。
媒体とする光通信システムの中の光送信器等に用いられ
る半導体レーザの駆動回路に関し,特にレーザの出力を
一定に保つ光出力補償回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来,半導体レーザを使用した半導体レ
ーザ(以下,LDと呼ぶ)モジュールの駆動方法とし
て,レーザ発振を開始するしきい値電流Ith近傍の値
の直流バイアス電流Ibを印加し,さらに信号成分とし
てパルス変調電流Ip重畳する方法が一般的である。こ
こで,しきい値電流Ithは,周囲温度により変化す
る。このためLDを一定の電流で駆動した場合,周囲温
度により光出力レベルが変動が生じる。またLDの劣化
により電気信号を光信号に変換する効率である微分効率
ηが悪化し,光出力レベル,消光比が悪化する。
ーザ(以下,LDと呼ぶ)モジュールの駆動方法とし
て,レーザ発振を開始するしきい値電流Ith近傍の値
の直流バイアス電流Ibを印加し,さらに信号成分とし
てパルス変調電流Ip重畳する方法が一般的である。こ
こで,しきい値電流Ithは,周囲温度により変化す
る。このためLDを一定の電流で駆動した場合,周囲温
度により光出力レベルが変動が生じる。またLDの劣化
により電気信号を光信号に変換する効率である微分効率
ηが悪化し,光出力レベル,消光比が悪化する。
【0003】このため,光出力を一定に保つための方法
として,既に,特開平7−147446号公報及び特開
平4−82285号公報(以下,夫々従来技術1及び2
と呼ぶ)などが提案されている。
として,既に,特開平7−147446号公報及び特開
平4−82285号公報(以下,夫々従来技術1及び2
と呼ぶ)などが提案されている。
【0004】図7は,従来技術1による光ファイバーモ
ジュールの駆動回路の構成を示すブロック図である。図
7に示すように,LD51の光出力を検出する受光素子
52と,LD51にパルス電流を供給するパルス電流変
調回路53と,パルス電流変調回路53のパルス電流値
を制御するパルス電流制御回路54と,受光素子の検出
出力を検出するパワーモニター回路55と,LD51を
発光するバイアス電流Ibを制御するバイアス電流制御
回路56を備えている。
ジュールの駆動回路の構成を示すブロック図である。図
7に示すように,LD51の光出力を検出する受光素子
52と,LD51にパルス電流を供給するパルス電流変
調回路53と,パルス電流変調回路53のパルス電流値
を制御するパルス電流制御回路54と,受光素子の検出
出力を検出するパワーモニター回路55と,LD51を
発光するバイアス電流Ibを制御するバイアス電流制御
回路56を備えている。
【0005】ここで提案されているLD駆動回路は,要
約すると一定時間毎にバイアス電流Ibを2点以上変化
させて,その際のLD51の発光パワーを受光パワー検
出手段によって検出して,しきい値電流を算出し,しき
い値電流より若干高めのLD51の直流バイアス電流I
bをバイアス電流制御回路54に設定する。
約すると一定時間毎にバイアス電流Ibを2点以上変化
させて,その際のLD51の発光パワーを受光パワー検
出手段によって検出して,しきい値電流を算出し,しき
い値電流より若干高めのLD51の直流バイアス電流I
bをバイアス電流制御回路54に設定する。
【0006】また,LD51のしきい値電流と微分効率
ηの変化を検出することで,微分効率η等の変化に対応
したパルス電流にパルス電流制御回路54にて設定する
ことで光出力レベルを一定に保持している。
ηの変化を検出することで,微分効率η等の変化に対応
したパルス電流にパルス電流制御回路54にて設定する
ことで光出力レベルを一定に保持している。
【0007】次に,従来技術2について説明する。図8
は従来技術2に提案されている光出力補償回路を示す図
である。図8に示すように,光出力補償回路は,LDの
出力光信号から抽出したモニタ信号の直流成分と信号成
分(パルス成分)とについてそれぞれ帰還制御を行い,
出力光信号の平均光パワーと消光比といずれも補償す
る。具体的には,モニタ用受光素子(PD)61から出
力されたモニタ信号は,増幅回路62,積分回路63
と,ピークホールド回路64とに入力される。ここで,
積分回路63は,モニタ信号から出力光信号の平均値を
抽出する。一方,ピークホールド回路は,モニタ用受光
素子61に交流的に結合されており,モニタ信号の信号
振幅を抽出する。従って,ピークホールド回路64が抽
出した信号振幅を一定にするように,レーザダイオード
駆動回路65の駆動電流に,減算回路66,比較器6
7,68を介して負帰還をかけて,出力光信号の信号振
幅を安定化させる。
は従来技術2に提案されている光出力補償回路を示す図
である。図8に示すように,光出力補償回路は,LDの
出力光信号から抽出したモニタ信号の直流成分と信号成
分(パルス成分)とについてそれぞれ帰還制御を行い,
出力光信号の平均光パワーと消光比といずれも補償す
る。具体的には,モニタ用受光素子(PD)61から出
力されたモニタ信号は,増幅回路62,積分回路63
と,ピークホールド回路64とに入力される。ここで,
積分回路63は,モニタ信号から出力光信号の平均値を
抽出する。一方,ピークホールド回路は,モニタ用受光
素子61に交流的に結合されており,モニタ信号の信号
振幅を抽出する。従って,ピークホールド回路64が抽
出した信号振幅を一定にするように,レーザダイオード
駆動回路65の駆動電流に,減算回路66,比較器6
7,68を介して負帰還をかけて,出力光信号の信号振
幅を安定化させる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術において,
一定のパルス変調電流Ipで変調を行う場合,LDの微
分効率が悪化すると消光比も悪化し,「1」レベル信号
送信時と「0」レベル信号送信時との差が小さくなるの
で,温度変動や経年変化によりLDの劣化が生じた場
合,LDの消光比が悪化しデータ通信の信頼性が落ちる
ことが問題であった。即ち,エラーレートが上昇するこ
とである。ここで,消光比とは2値信号のそれぞれに対
応した2種の光強度の比である。
一定のパルス変調電流Ipで変調を行う場合,LDの微
分効率が悪化すると消光比も悪化し,「1」レベル信号
送信時と「0」レベル信号送信時との差が小さくなるの
で,温度変動や経年変化によりLDの劣化が生じた場
合,LDの消光比が悪化しデータ通信の信頼性が落ちる
ことが問題であった。即ち,エラーレートが上昇するこ
とである。ここで,消光比とは2値信号のそれぞれに対
応した2種の光強度の比である。
【0009】また,従来技術1において,上記問題点を
回避するためには,一定時間毎にバイアス電流Ibを2
点以上変化させ,しきい値電流,微分効率の変化を検出
して,しきい値電流,パルス変調電流Ipを制御する必
要がある。というのは,LDの劣化モードとして長時間
のレーザ発振による遅い劣化と発光素子の欠陥または過
電流,高温通電等の外的要因による急速劣化がある。一
定時間(電源のON時,一定周期,システムエラー発生
時等)でのみパルス変調電流Ipの制御を行うと,LD
の劣化が急速に進んだ場合に,消光比を一定に保持する
ことができなくなるためである。
回避するためには,一定時間毎にバイアス電流Ibを2
点以上変化させ,しきい値電流,微分効率の変化を検出
して,しきい値電流,パルス変調電流Ipを制御する必
要がある。というのは,LDの劣化モードとして長時間
のレーザ発振による遅い劣化と発光素子の欠陥または過
電流,高温通電等の外的要因による急速劣化がある。一
定時間(電源のON時,一定周期,システムエラー発生
時等)でのみパルス変調電流Ipの制御を行うと,LD
の劣化が急速に進んだ場合に,消光比を一定に保持する
ことができなくなるためである。
【0010】また,従来技術2では,上記問題点を回避
するために,負帰還回路により消光比の安定を実現して
いる。しかしながら,周波数帯域の広い増幅器及び高速
応答性の良い受光素子が必要となり,また帰還回路は回
路が複雑となりハード量が増加するという欠点を有し
た。
するために,負帰還回路により消光比の安定を実現して
いる。しかしながら,周波数帯域の広い増幅器及び高速
応答性の良い受光素子が必要となり,また帰還回路は回
路が複雑となりハード量が増加するという欠点を有し
た。
【0011】そこで,本発明の一技術的課題は,デュー
ティ(duty)比の異なる2種類の試験信号のモニタ出力の
差分を監視しパルス変調電流Ipを制御することで,L
Dの劣化により微分効率が変化した場合でも一定の消光
比を保つことができる光出力レベル制御方法と制御装置
とを提供することにある。
ティ(duty)比の異なる2種類の試験信号のモニタ出力の
差分を監視しパルス変調電流Ipを制御することで,L
Dの劣化により微分効率が変化した場合でも一定の消光
比を保つことができる光出力レベル制御方法と制御装置
とを提供することにある。
【0012】また,本発明のもう一つの技術的課題は,
バイアス電流Ibの変化を常に監視することにより,急
速なLDの劣化にも対応することができる光出力レベル
制御方法と制御装置とを提供することにある。
バイアス電流Ibの変化を常に監視することにより,急
速なLDの劣化にも対応することができる光出力レベル
制御方法と制御装置とを提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明によれば,バイア
ス電流Ibにパルス変調電流Ipを重畳させる方式のレ
ーザダイオード(以下,LDと呼ぶ)の駆動方法におい
て,デューティ(duty)比が互いに異なる第1及び第2の
試験信号を用い前記LDの光出力をモニタし,モニタ出
力信号の平均値を検出し,その平均値を記憶し,前記第
1及び第2の試験信号の平均値の差分と,前記LDの初
期状態でのモニタ出力平均値とLD発振後のモニタ出力
平均値の差分をとり,前記バイアス電流Ibの変化を監
視しながら,当該差分に応じてパルス変調電流Ipを制
御することを特徴とする光出力レベル制御方法が得られ
る。
ス電流Ibにパルス変調電流Ipを重畳させる方式のレ
ーザダイオード(以下,LDと呼ぶ)の駆動方法におい
て,デューティ(duty)比が互いに異なる第1及び第2の
試験信号を用い前記LDの光出力をモニタし,モニタ出
力信号の平均値を検出し,その平均値を記憶し,前記第
1及び第2の試験信号の平均値の差分と,前記LDの初
期状態でのモニタ出力平均値とLD発振後のモニタ出力
平均値の差分をとり,前記バイアス電流Ibの変化を監
視しながら,当該差分に応じてパルス変調電流Ipを制
御することを特徴とする光出力レベル制御方法が得られ
る。
【0014】また,本発明によれば,前記光出力レベル
制御方法において,前記バイアス電流Ibの変化を経時
的に監視し,前記バイアス電流Ibの変化が短時間で進
行している場合に,LD劣化進行信号を出力することを
特徴とする光出力レベル制御方法が得られる。
制御方法において,前記バイアス電流Ibの変化を経時
的に監視し,前記バイアス電流Ibの変化が短時間で進
行している場合に,LD劣化進行信号を出力することを
特徴とする光出力レベル制御方法が得られる。
【0015】また,本発明によれば,バイアス電流Ib
にパルス変調電流Ipを重畳させる方式のレーザダイオ
ード(以下,LDと呼ぶ)の駆動回路において,デュー
ティ(duty)比が互いに異なる第1及び第2の試験信号を
用い前記LDの光出力をモニタするためのモニタ用受光
素子と,前記モニタ用受光素子のモニタ出力信号の平均
値を検出する平均値検出回路と,前記平均値検出回路の
出力を記憶し,前記第1及び第2の試験信号の平均値の
差分と,LDの初期状態でのモニタ出力平均値とLD発
振後のモニタ出力平均値の差分をとる記憶差分演算回路
と,前記バイアス電流Ibの変化を監視するバイアス電
流監視回路と,前記記憶差分演算回路の出力に応じてパ
ルス変調電流を制御するパルス変調制御回路を有するこ
とを特徴とする光出力レベル制御装置が得られる。
にパルス変調電流Ipを重畳させる方式のレーザダイオ
ード(以下,LDと呼ぶ)の駆動回路において,デュー
ティ(duty)比が互いに異なる第1及び第2の試験信号を
用い前記LDの光出力をモニタするためのモニタ用受光
素子と,前記モニタ用受光素子のモニタ出力信号の平均
値を検出する平均値検出回路と,前記平均値検出回路の
出力を記憶し,前記第1及び第2の試験信号の平均値の
差分と,LDの初期状態でのモニタ出力平均値とLD発
振後のモニタ出力平均値の差分をとる記憶差分演算回路
と,前記バイアス電流Ibの変化を監視するバイアス電
流監視回路と,前記記憶差分演算回路の出力に応じてパ
ルス変調電流を制御するパルス変調制御回路を有するこ
とを特徴とする光出力レベル制御装置が得られる。
【0016】さらに,本発明によれば,前記光出力レベ
ル制御装置において,前記バイアス電流Ibの変化を監
視するバイアス電流監視回路内にタイマ回路を設け,前
記バイアス電流Ibの変化が短時間で進行している場合
に,LD劣化進行信号を出力することを特徴とする光出
力レベル制御装置が得られる。
ル制御装置において,前記バイアス電流Ibの変化を監
視するバイアス電流監視回路内にタイマ回路を設け,前
記バイアス電流Ibの変化が短時間で進行している場合
に,LD劣化進行信号を出力することを特徴とする光出
力レベル制御装置が得られる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下,本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【0018】(第1の実施の形態)図1は本発明の第1
の実施の形態による光出力レベル制御装置の構成を示す
ブロック図である。図1に示すように,光出力レベル制
御装置は,LD駆動回路1及びLDモジュール2とを備
えている。
の実施の形態による光出力レベル制御装置の構成を示す
ブロック図である。図1に示すように,光出力レベル制
御装置は,LD駆動回路1及びLDモジュール2とを備
えている。
【0019】LD駆動回路1は,モード選択回路3,平
均値検出回路4,記憶差分演算回路5,パルス変調制御
回路6,バイアス制御回路7,切替回路8,バイアス回
路9,バイアス電流監視回路10,及びパルス変調回路
11を備えている。また,LDモジュール2は,その中
に,LD素子12とLD素子12の光出力モニタするた
めのモニタ用受光素子13を備えている。
均値検出回路4,記憶差分演算回路5,パルス変調制御
回路6,バイアス制御回路7,切替回路8,バイアス回
路9,バイアス電流監視回路10,及びパルス変調回路
11を備えている。また,LDモジュール2は,その中
に,LD素子12とLD素子12の光出力モニタするた
めのモニタ用受光素子13を備えている。
【0020】LD駆動回路1において,モード選択回路
3は,LD駆動回路1を通常動作モード又はLDの消光
比を制御する試験モードのいづれかに設定する回路であ
る。平均値検出回路4は,デューティ(duty)比の異なる
2種類の試験信号,即ち,第1及び第2の試験信号のモ
ニタ用受光素子13のモニタ出力によりLD素子12の
平均光出力を検出する回路である。
3は,LD駆動回路1を通常動作モード又はLDの消光
比を制御する試験モードのいづれかに設定する回路であ
る。平均値検出回路4は,デューティ(duty)比の異なる
2種類の試験信号,即ち,第1及び第2の試験信号のモ
ニタ用受光素子13のモニタ出力によりLD素子12の
平均光出力を検出する回路である。
【0021】記憶差分演算回路5は,初期状態でのデュ
ーティ(duty)比の異なる第1及び第2の試験信号の平均
値検出回路4の出力を記憶し,その差分を取る回路であ
る。また,記憶差分演算回路5では初期状態での試験信
号の平均光出力とLDの劣化が進んだ後の試験信号の平
均光出力との差分も取る。
ーティ(duty)比の異なる第1及び第2の試験信号の平均
値検出回路4の出力を記憶し,その差分を取る回路であ
る。また,記憶差分演算回路5では初期状態での試験信
号の平均光出力とLDの劣化が進んだ後の試験信号の平
均光出力との差分も取る。
【0022】パルス変調制御回路6は,記憶差分演算回
路5の差分結果が初期値に対し変動した場合,パルス変
調電流Ipを制御する回路である。
路5の差分結果が初期値に対し変動した場合,パルス変
調電流Ipを制御する回路である。
【0023】バイアス制御回路7は,平均値検出回路4
の出力をもとに光出力の平均値が一定となる様にバイア
ス電流Ibの値を制御する回路である。
の出力をもとに光出力の平均値が一定となる様にバイア
ス電流Ibの値を制御する回路である。
【0024】切替回路8は,平均値検出回路4の出力を
バイアス制御回路7又は記憶差分演算回路5のいずれか
にモード選択回路3の設定に応じて切り替える回路であ
る。バイアス回路9は,LD素子12にバイアス電流I
bを流す回路である。
バイアス制御回路7又は記憶差分演算回路5のいずれか
にモード選択回路3の設定に応じて切り替える回路であ
る。バイアス回路9は,LD素子12にバイアス電流I
bを流す回路である。
【0025】また,バイアス電流監視回路10は,バイ
アス電流Ibの変化量を監視し,変動が生じた場合に上
位回路に劣化信号を出力する回路である。
アス電流Ibの変化量を監視し,変動が生じた場合に上
位回路に劣化信号を出力する回路である。
【0026】さらに,パルス変調回路11は,LD素子
12にバイアス電流Ibにパルス変調電流Ipを重畳さ
せて流すことによりLD素子12をパルス駆動する回路
である。
12にバイアス電流Ibにパルス変調電流Ipを重畳さ
せて流すことによりLD素子12をパルス駆動する回路
である。
【0027】始めに,通常のデータ転送を始める前,即
ちLDの初期状態において,上位回路からのモード切替
信号によりLD駆動回路1を試験モードに設定する。試
験モードでは2種類のデューティ(duty)比の異なる試験
信号(第1及び第2の試験信号)を上位回路より送信デ
ータとしてLD駆動回路1に入力する。試験信号Aはデ
ューティ(duty)比6対4の信号であり,試験信号Bは,
duty比4対6の信号である。
ちLDの初期状態において,上位回路からのモード切替
信号によりLD駆動回路1を試験モードに設定する。試
験モードでは2種類のデューティ(duty)比の異なる試験
信号(第1及び第2の試験信号)を上位回路より送信デ
ータとしてLD駆動回路1に入力する。試験信号Aはデ
ューティ(duty)比6対4の信号であり,試験信号Bは,
duty比4対6の信号である。
【0028】本発明の第1の実施の形態による光出力レ
ベル制御装置の動作について説明する。
ベル制御装置の動作について説明する。
【0029】通常動作を開始する前に,上位回路よりモ
ード選択回路3を試験モードに設定する。試験モードで
は,送信データとしてデューティ(duty)比の異なる2種
類の試験信号AとBを上位回路から出力する。その際の
モニタ用受光素子13の出力を記憶差分演算回路5に入
力する。試験信号AとBは,デューティ(duty)比が異な
るためLD12の光出力レべルが異なり,モニタ出力も
異なる。記憶差分演算回路5では,モニタ出力PA とP
B の差ΔP=PA −PB を取りその結果を記憶する。L
D12は,長時間発振することにより劣化が進み,光出
力ーバイアス電流特性の傾き(微分効率η)が悪化す
る。このためバイアス電流Ibの制御のみでは消光比が
悪化する。これを防ぐため,LDの劣化は徐々に進行す
るという性質を用いて,数ケ月に1度程度の定期的に試
験信号を送信し差分を取って,その値が記憶差分演算回
路5で記憶されている初期値に対して変動した場合,パ
ルス変調制御回路6でパルス変調電流Ipを制御し消光
比を一定に保つ。
ード選択回路3を試験モードに設定する。試験モードで
は,送信データとしてデューティ(duty)比の異なる2種
類の試験信号AとBを上位回路から出力する。その際の
モニタ用受光素子13の出力を記憶差分演算回路5に入
力する。試験信号AとBは,デューティ(duty)比が異な
るためLD12の光出力レべルが異なり,モニタ出力も
異なる。記憶差分演算回路5では,モニタ出力PA とP
B の差ΔP=PA −PB を取りその結果を記憶する。L
D12は,長時間発振することにより劣化が進み,光出
力ーバイアス電流特性の傾き(微分効率η)が悪化す
る。このためバイアス電流Ibの制御のみでは消光比が
悪化する。これを防ぐため,LDの劣化は徐々に進行す
るという性質を用いて,数ケ月に1度程度の定期的に試
験信号を送信し差分を取って,その値が記憶差分演算回
路5で記憶されている初期値に対して変動した場合,パ
ルス変調制御回路6でパルス変調電流Ipを制御し消光
比を一定に保つ。
【0030】即ち,記憶差分演算回路5での差が初期値
より小さくなった場合は,微分効率ηが悪化しているた
め,パルス変調電流Ipを増加させる。逆に差が大きく
なっている場合はパルス変調電流Ipを減少させる。パ
ルス変調電流Ipを制御することにより,微分効率ηが
悪化しても消光比を一定に保てる。
より小さくなった場合は,微分効率ηが悪化しているた
め,パルス変調電流Ipを増加させる。逆に差が大きく
なっている場合はパルス変調電流Ipを減少させる。パ
ルス変調電流Ipを制御することにより,微分効率ηが
悪化しても消光比を一定に保てる。
【0031】また,バイアス電流監視回路でバイアス電
流Ibの変化を常に監視し,バイアス電流Ibが大幅に
増加した場合は急速にLD12の劣化が進んだと判断
し,同様にパルス電流Ipを制御する。
流Ibの変化を常に監視し,バイアス電流Ibが大幅に
増加した場合は急速にLD12の劣化が進んだと判断
し,同様にパルス電流Ipを制御する。
【0032】次に,本発明の第1の実施の形態による光
出力レベル制御装置について,図1に更に図2乃至図4
を用いて具体的に説明する。
出力レベル制御装置について,図1に更に図2乃至図4
を用いて具体的に説明する。
【0033】図2は一般のLDの初期状態での光出力−
電流特性を示すグラフである。図2に示すように,一般
にLDをパルス駆動する場合,バイアス電流Ibをしき
い値電流Ithより多少大きめな値に設定し,そこにパ
ルス変調電流Ipを重畳する。
電流特性を示すグラフである。図2に示すように,一般
にLDをパルス駆動する場合,バイアス電流Ibをしき
い値電流Ithより多少大きめな値に設定し,そこにパ
ルス変調電流Ipを重畳する。
【0034】LD駆動回路1に入力された試験信号はパ
ルス変調回路12にて,図2に示す様にパルス変調電流
Ipが出力されLD素子12に流れることによりパルス
発光する。この際の,LD素子12の光出力をモニタ用
受光素子13にてモニタし平均値検出回路4に出力す
る。
ルス変調回路12にて,図2に示す様にパルス変調電流
Ipが出力されLD素子12に流れることによりパルス
発光する。この際の,LD素子12の光出力をモニタ用
受光素子13にてモニタし平均値検出回路4に出力す
る。
【0035】平均値検出回路4では光出力の平均値を検
出する。試験信号Aの光出力平均値(PA1),試験信号
Bの光出力平均値を(PB2)をそれぞれ記憶差分演算回
路5に出力する。試験信号Aと試験信号Bはデューティ
(duty)比が異なるため光出力レベルも異なる。平均値検
出回路4の出力PA1とPB1との間には,以下の数1式で
示される関係が成りたつ。
出する。試験信号Aの光出力平均値(PA1),試験信号
Bの光出力平均値を(PB2)をそれぞれ記憶差分演算回
路5に出力する。試験信号Aと試験信号Bはデューティ
(duty)比が異なるため光出力レベルも異なる。平均値検
出回路4の出力PA1とPB1との間には,以下の数1式で
示される関係が成りたつ。
【0036】
【数1】 記憶差分演算回路5では,PA1とPA2の差分(ΔP11)
を計算し,その値を記憶する。差分は次の数2式で表さ
れる。
を計算し,その値を記憶する。差分は次の数2式で表さ
れる。
【0037】
【数2】 電気信号を光信号に変換する効率である微分効率ηは,
次の数3式で示されるように,光出力−電流特性のグラ
フの傾きで表される。
次の数3式で示されるように,光出力−電流特性のグラ
フの傾きで表される。
【0038】
【数3】 以上,説明したように,LDの初期状態での試験信号A
とBの光出力平均値PA1とPB2を平均値検出回路4で検
出し,その差分ΔP11を記憶差分演算回路5で記憶した
後に,モード選択回路3を通常モードに設定し通常動作
を開始する。
とBの光出力平均値PA1とPB2を平均値検出回路4で検
出し,その差分ΔP11を記憶差分演算回路5で記憶した
後に,モード選択回路3を通常モードに設定し通常動作
を開始する。
【0039】ここで,通常動作状態では,従来の平均光
出力検出による自動光出力制御回路(APC)方式と同
様であり,平均値検出回路4の出力は切替回路8でバイ
アス制御回路7へ入力される。バイアス制御回路7で
は,通常動作中も常時光出力をモニタしその平均値が一
定となるようにバイアス電流Ibを制御する。しかし,
パルス変調電流Ipは初期値のまま一定である。
出力検出による自動光出力制御回路(APC)方式と同
様であり,平均値検出回路4の出力は切替回路8でバイ
アス制御回路7へ入力される。バイアス制御回路7で
は,通常動作中も常時光出力をモニタしその平均値が一
定となるようにバイアス電流Ibを制御する。しかし,
パルス変調電流Ipは初期値のまま一定である。
【0040】また,LDの劣化モードとして遅い劣化と
急速劣化の2種類がある。前者の遅い劣化とは,通常の
動作状態で長時間レーザ発振することにより進む劣化で
ある。一方,後者の急速劣化とは,発光素子の欠陥及び
過電流,高温通電等の外的要因により急激に進む劣化で
ある。LDの劣化が進むと微分効率ηが変化する。この
様子を図3に示す。
急速劣化の2種類がある。前者の遅い劣化とは,通常の
動作状態で長時間レーザ発振することにより進む劣化で
ある。一方,後者の急速劣化とは,発光素子の欠陥及び
過電流,高温通電等の外的要因により急激に進む劣化で
ある。LDの劣化が進むと微分効率ηが変化する。この
様子を図3に示す。
【0041】図2に示した初期状態と同一のパルス変調
電流Ipでは,微分効率ηは以下の数4式及び数5式の
様になる。
電流Ipでは,微分効率ηは以下の数4式及び数5式の
様になる。
【0042】
【数4】
【0043】
【数5】 上記数4式及び数5式に示されるように,従来のバイア
ス電流Ibの制御のみでは,消光比が悪化しデータ転送
の信頼性が低下する。
ス電流Ibの制御のみでは,消光比が悪化しデータ転送
の信頼性が低下する。
【0044】これを防ぐために,本発明の第1の実施の
形態においては,定期的(数ヶ月に1度程度)にLD駆
動回路1を試験モードに設定し上位回路より試験信号を
送信して,その際の平均値光出力の差分を取り,記憶差
分演算回路5に記憶してある初期値に対し,変動が生じ
た場合にパルス変調制御回路6でパルス電流Ipを制御
して消光比を一定とする。
形態においては,定期的(数ヶ月に1度程度)にLD駆
動回路1を試験モードに設定し上位回路より試験信号を
送信して,その際の平均値光出力の差分を取り,記憶差
分演算回路5に記憶してある初期値に対し,変動が生じ
た場合にパルス変調制御回路6でパルス電流Ipを制御
して消光比を一定とする。
【0045】初期状態の時と同様に試験信号A送信時の
平均値検出回路6の出力PA2と試験信号B送信時の平均
値検出回路の出力PB2間の差分を記憶差分演算回路5で
取りさらに,初期状態での値ΔP11との差分を取る。微
分効率ηが悪化しているため次の数6式及び数7式の様
になる。
平均値検出回路6の出力PA2と試験信号B送信時の平均
値検出回路の出力PB2間の差分を記憶差分演算回路5で
取りさらに,初期状態での値ΔP11との差分を取る。微
分効率ηが悪化しているため次の数6式及び数7式の様
になる。
【0046】
【数6】
【0047】
【数7】 パルス変調制御回路6では,ΔP11>ΔP22と初期値に
対し変動したため,これが一定となるようパルス変調電
流Ipを増加させる。
対し変動したため,これが一定となるようパルス変調電
流Ipを増加させる。
【0048】以上の動作が終了した後は,通常動作モー
ドに設定する。通常動作モードでは光出力平均値検出に
よるバイアス電流Ibの制御を行うのみで,パルス変調
電流Ipの制御は行わない。これにより,光出力レベル
と消光比を一定に保持することができる。この様子を図
4に示す。
ドに設定する。通常動作モードでは光出力平均値検出に
よるバイアス電流Ibの制御を行うのみで,パルス変調
電流Ipの制御は行わない。これにより,光出力レベル
と消光比を一定に保持することができる。この様子を図
4に示す。
【0049】図4に示すように,微分効率ηはη1 >η
2 となっているため,パルス変調電流IpをIp2とし
増加させている。
2 となっているため,パルス変調電流IpをIp2とし
増加させている。
【0050】また,急速に劣化が進む場合は,しきい値
電流Ithが大幅に増加するためバイアス電流Ibも増
加する。バイアス電流Ibの変化を,バイアス電流監視
回路10で監視し,バイアス電流Ibが初期値に対し増
加(例えば1.3倍)した場合は,LDが急速に劣化し
たものと判断して上位回路にLD劣化信号を出力する。
上位回路はこの信号を受けてLD駆動回路1を試験モー
ドに設定して,前述したように,パルス変調電流Ipを
制御してLDの急速劣化に対応して消光比を一定に保
つ。
電流Ithが大幅に増加するためバイアス電流Ibも増
加する。バイアス電流Ibの変化を,バイアス電流監視
回路10で監視し,バイアス電流Ibが初期値に対し増
加(例えば1.3倍)した場合は,LDが急速に劣化し
たものと判断して上位回路にLD劣化信号を出力する。
上位回路はこの信号を受けてLD駆動回路1を試験モー
ドに設定して,前述したように,パルス変調電流Ipを
制御してLDの急速劣化に対応して消光比を一定に保
つ。
【0051】また,バイアス電流Ibが初期値に対し2
倍を越えた場合は,LDの不良と判断し不良信号を上位
装置に出力する。
倍を越えた場合は,LDの不良と判断し不良信号を上位
装置に出力する。
【0052】以上説明したように,本発明の第1の実施
の形態では,デューティ(duty)比の異なる2種類の試験
信号のモニ夕出力を監視することでLDの劣化が徐々に
進んだ場合も,急速に進んだ場合も消光比を一定に保持
できる。
の形態では,デューティ(duty)比の異なる2種類の試験
信号のモニ夕出力を監視することでLDの劣化が徐々に
進んだ場合も,急速に進んだ場合も消光比を一定に保持
できる。
【0053】(第2の実施の形態)次に,本発明の第2
の実施の形態について説明する。
の実施の形態について説明する。
【0054】図5は本発明の第2の実施の形態による光
出力レベル制御装置の構成を示すブロック図である。図
5に示すように,第1の実施の形態では,試験モードと
通常動作モードを,モード選択回路3,切替回路8によ
って切り替えているが,第2の実施の形態では,モード
選択回路3及び切替回路8を除去している点で第2の実
施の形態は第1の実施の形態と異なる。
出力レベル制御装置の構成を示すブロック図である。図
5に示すように,第1の実施の形態では,試験モードと
通常動作モードを,モード選択回路3,切替回路8によ
って切り替えているが,第2の実施の形態では,モード
選択回路3及び切替回路8を除去している点で第2の実
施の形態は第1の実施の形態と異なる。
【0055】第2の実施の形態による光出力レベル制御
装置においては,第1の実施の実施の形態と同様に消光
比の制御を行う場合は,上位装置よりモード切替信号と
試験信号A及びBがLD駆動回路1に入力される。モー
ド切替信号は記憶差分演算回路9とパルス変調制御回路
12のイネーブル信号として使われる。モード切替信号
がイネーブル{例えば,ハイ(HI)レベル}の場合に
試験信号AとBが送信され,記憶差分演算回路5は,第
1の実施の形態の場合と同様に,2種類の試験信号間の
差分を取り,初期値に対し変動があった場合にパルス変
調制御回路6でパルス変調電流Ipを制御する。
装置においては,第1の実施の実施の形態と同様に消光
比の制御を行う場合は,上位装置よりモード切替信号と
試験信号A及びBがLD駆動回路1に入力される。モー
ド切替信号は記憶差分演算回路9とパルス変調制御回路
12のイネーブル信号として使われる。モード切替信号
がイネーブル{例えば,ハイ(HI)レベル}の場合に
試験信号AとBが送信され,記憶差分演算回路5は,第
1の実施の形態の場合と同様に,2種類の試験信号間の
差分を取り,初期値に対し変動があった場合にパルス変
調制御回路6でパルス変調電流Ipを制御する。
【0056】通常の動作状態では,モード切替信号は,
ロウ(LO)レベルであり,記憶差分演算回路5とパル
ス変調制御回路6は動作せず,バイアス電流Ibの制御
のみを行う。
ロウ(LO)レベルであり,記憶差分演算回路5とパル
ス変調制御回路6は動作せず,バイアス電流Ibの制御
のみを行う。
【0057】第2の実施の形態においては,試験信号と
してデューティ(duty)比が6対4と4対6の信号を使っ
ているが,これは2種類試験信号間でモニタ用受光素子
13の出力の平均値に違いが出るものであればデューテ
ィ(duty)比は幾つでも良い。
してデューティ(duty)比が6対4と4対6の信号を使っ
ているが,これは2種類試験信号間でモニタ用受光素子
13の出力の平均値に違いが出るものであればデューテ
ィ(duty)比は幾つでも良い。
【0058】(第3の実施の形態)次に,本発明の第3
の実施の形態について説明する。図6は本発明の第3の
実施の形態による光出力レベル制御装置の構成をに示す
図である。図6に示すように,本発明の第3の実施の形
態によるものは,バイアス電流監視回路10にタイマ回
路14を内蔵する他は,第2の実施の形態によるものと
同様の構成を有している。このタイマ回路14は,バイ
アス電流の変化する時間を計測する。
の実施の形態について説明する。図6は本発明の第3の
実施の形態による光出力レベル制御装置の構成をに示す
図である。図6に示すように,本発明の第3の実施の形
態によるものは,バイアス電流監視回路10にタイマ回
路14を内蔵する他は,第2の実施の形態によるものと
同様の構成を有している。このタイマ回路14は,バイ
アス電流の変化する時間を計測する。
【0059】ここで,LDは,劣化が進むことにより,
しきい値電流Ithが増加し,最終的には光出力レベル
が低下し使用できなくなる。しかし,バイアス電流監視
回路10内にタイマ回路14を設けることにより,バイ
アス電流Ibの増加が短時間で進行している場合は,劣
化進行信号を上位装置に出力しLDの劣化が急速に進ん
でいることを通知するので,事前に劣化を知り,その対
策を早目に行うことができる。
しきい値電流Ithが増加し,最終的には光出力レベル
が低下し使用できなくなる。しかし,バイアス電流監視
回路10内にタイマ回路14を設けることにより,バイ
アス電流Ibの増加が短時間で進行している場合は,劣
化進行信号を上位装置に出力しLDの劣化が急速に進ん
でいることを通知するので,事前に劣化を知り,その対
策を早目に行うことができる。
【0060】
【発明の効果】以上,説明したように,本発明によれ
ば,デューティ(duty)比の異なる第1及び第2の試験信
号のモニタ出力の差分を監視し,消光比が一定となるよ
うパルス変調電流Ipを制御するために,温度変動,経
年変化等によりLDの特性が悪化した場合でも消光比を
一定の値に保持できる光出力レベル制御方法及び装置を
提供することができる。
ば,デューティ(duty)比の異なる第1及び第2の試験信
号のモニタ出力の差分を監視し,消光比が一定となるよ
うパルス変調電流Ipを制御するために,温度変動,経
年変化等によりLDの特性が悪化した場合でも消光比を
一定の値に保持できる光出力レベル制御方法及び装置を
提供することができる。
【0061】また,本発明によれば,バイアス電流監視
回路でバイアス電流Ibの変化を監視してバイアス電流
Ibが初期値に対し変動した場合に劣化信号を出力し
て,パルス変調電流Ipを制御する試験モードに設定す
るので,LDの劣化が急速に進んだ場合もパルス変調電
流Ipの値を制御して消光比を一定に保持できる光出力
レベル制御方法及び装置を提供することができる。
回路でバイアス電流Ibの変化を監視してバイアス電流
Ibが初期値に対し変動した場合に劣化信号を出力し
て,パルス変調電流Ipを制御する試験モードに設定す
るので,LDの劣化が急速に進んだ場合もパルス変調電
流Ipの値を制御して消光比を一定に保持できる光出力
レベル制御方法及び装置を提供することができる。
【0062】また,本発明によれば,バイアス電流監視
回路に,更に,タイマ回路を設けることによって,バイ
アス電流Ibの変化する時間を計測し短時間でバイアス
電流Ibが増加している場合は上位回路に劣化進行信号
を出力するので,LDの劣化が急速に進行していること
を事前に把握できる光出力レベル制御方法及び装置を提
供することができる。
回路に,更に,タイマ回路を設けることによって,バイ
アス電流Ibの変化する時間を計測し短時間でバイアス
電流Ibが増加している場合は上位回路に劣化進行信号
を出力するので,LDの劣化が急速に進行していること
を事前に把握できる光出力レベル制御方法及び装置を提
供することができる。
【0063】また,本発明によれば,帰還回路による光
出力のピーク値検出を行わないため,高速の受光素子,
増幅器の必要が無いために,従来技術によるもの(例え
ば,従来技術2)よりも回路構成が簡易になり,汎用の
部品が使用できる光出力レベル制御方法及び装置を提供
することができる。
出力のピーク値検出を行わないため,高速の受光素子,
増幅器の必要が無いために,従来技術によるもの(例え
ば,従来技術2)よりも回路構成が簡易になり,汎用の
部品が使用できる光出力レベル制御方法及び装置を提供
することができる。
【図1】本発明の第1の実施の形態による光出力レベル
制御装置の構成を示すブロック図である。
制御装置の構成を示すブロック図である。
【図2】一般のLDの初期状態の電流−光出力特性図で
ある。
ある。
【図3】LD劣化状態の電流−光出力特性図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態による光出力レベル
制御装置の動作を説明するための図であり,変調電流の
変化を示している。
制御装置の動作を説明するための図であり,変調電流の
変化を示している。
【図5】本発明の第2の実施の形態による光出力レベル
制御装置の構成を示すブロック図である。
制御装置の構成を示すブロック図である。
【図6】本発明の第3の実施の形態による光出力レベル
制御装置の構成を示すブロック図である。
制御装置の構成を示すブロック図である。
【図7】従来技術1を示すブロック図である。
【図8】従来技術2を示す回路図である。
1 LD駆動回路 2 LDモジュール 3 モード選択回路 4 平均値検出回路 5 記憶差分演算回路 6 パルス変調制御回路 7 バイアス制御回路 8 切替回路 9 バイアス回路 10 バイアス電流監視回路 11 パルス変調回路 12 LD素子 13 受光素子 14 タイマ回路
Claims (4)
- 【請求項1】 バイアス電流にパルス変調電流を重畳さ
せる方式のレーザダイオード(以下,LDと呼ぶ)の駆
動方法において,デューティ(duty)比が互いに異なる第
1及び第2の試験信号を用いLDの光出力をモニタし,
モニタ出力信号の平均値を検出し,その平均値を記憶
し,前記第1及び第2の試験信号の平均値の差分と,L
Dの初期状態でのモニタ出力平均値とLD発振後のモニ
タ出力平均値の差分をとり,前記バイアス電流の変化を
監視しながら,当該差分に応じてパルス変調電流を制御
することを特徴とする光出力レベル制御方法。 - 【請求項2】 請求項1記載の光出力レベル制御方法に
おいて,前記バイアス電流の変化を経時的に監視し,前
記バイアス電流の変化が短時間で進行している場合に,
LD劣化進行信号を出力することを特徴とする光出力レ
ベル制御方法。 - 【請求項3】 バイアス電流にパルス変調電流を重畳さ
せる方式のレーザダイオード(以下,LDと呼ぶ)の駆
動回路において,デューティ(duty)比の互いに異なる第
1及び第2の試験信号を用いLDの光出力をモニタする
ためのモニタ用受光素子と,前記モニタ用受光素子のモ
ニタ出力信号の平均値を検出する平均値検出回路と,前
記平均値検出回路の出力を記憶し,前記第1及び第2の
試験信号の平均値の差分と,LDの初期状態でのモニタ
出力平均値とLD発振後のモニタ出力平均値の差分をと
る記憶差分演算回路と,前記バイアス電流の変化を監視
するバイアス電流監視回路と,前記記憶差分演算回路の
出力に応じてパルス変調電流を制御するパルス変調制御
回路を有することを特徴とする光出力レベル制御装置。 - 【請求項4】 請求項3記載の光出力レベル制御装置に
おいて,前記バイアス電流の変化を監視するバイアス電
流監視回路内にタイマ回路を設け,前記バイアス電流の
変化が短時間で進行している場合に,LD劣化進行信号
を出力することを特徴とする光出力レベル制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32395896A JP2877209B2 (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 光出力レベル制御方法及び光出力レベル制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32395896A JP2877209B2 (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 光出力レベル制御方法及び光出力レベル制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10163555A true JPH10163555A (ja) | 1998-06-19 |
JP2877209B2 JP2877209B2 (ja) | 1999-03-31 |
Family
ID=18160537
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32395896A Expired - Fee Related JP2877209B2 (ja) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | 光出力レベル制御方法及び光出力レベル制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2877209B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002076506A (ja) * | 2000-08-30 | 2002-03-15 | Nec Corp | 光モジュールの異常検出方法及びその装置 |
WO2004010611A1 (ja) * | 2002-07-19 | 2004-01-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | バースト信号消光比制御回路及びその集積回路、バースト信号消光比制御方法、コンピュータプログラム並びにレーザダイオード駆動回路 |
US6895028B2 (en) | 2001-12-20 | 2005-05-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light-emitting element controller, optical transmitting apparatus, and method and computer program for determining driving current |
WO2016152465A1 (ja) * | 2015-03-26 | 2016-09-29 | 株式会社小糸製作所 | 車両用灯具および灯具システム |
-
1996
- 1996-12-04 JP JP32395896A patent/JP2877209B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002076506A (ja) * | 2000-08-30 | 2002-03-15 | Nec Corp | 光モジュールの異常検出方法及びその装置 |
US6895028B2 (en) | 2001-12-20 | 2005-05-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light-emitting element controller, optical transmitting apparatus, and method and computer program for determining driving current |
WO2004010611A1 (ja) * | 2002-07-19 | 2004-01-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | バースト信号消光比制御回路及びその集積回路、バースト信号消光比制御方法、コンピュータプログラム並びにレーザダイオード駆動回路 |
WO2016152465A1 (ja) * | 2015-03-26 | 2016-09-29 | 株式会社小糸製作所 | 車両用灯具および灯具システム |
JPWO2016152465A1 (ja) * | 2015-03-26 | 2018-01-18 | 株式会社小糸製作所 | 車両用灯具および灯具システム |
US10531547B2 (en) | 2015-03-26 | 2020-01-07 | Koito Manufacturing Co., Ltd. | Vehicular lighting device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2877209B2 (ja) | 1999-03-31 |
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