JPS61224385A - 半導体レ−ザ駆動回路 - Google Patents

半導体レ−ザ駆動回路

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JPS61224385A
JPS61224385A JP60063293A JP6329385A JPS61224385A JP S61224385 A JPS61224385 A JP S61224385A JP 60063293 A JP60063293 A JP 60063293A JP 6329385 A JP6329385 A JP 6329385A JP S61224385 A JPS61224385 A JP S61224385A
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JP
Japan
Prior art keywords
circuit
semiconductor laser
mark rate
drive circuit
pulse current
Prior art date
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Pending
Application number
JP60063293A
Other languages
English (en)
Inventor
Toru Enomoto
徹 榎本
Mitsushi Takehira
竹平 光志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS61224385A publication Critical patent/JPS61224385A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/0683Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
    • H01S5/06835Stabilising during pulse modulation or generation

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光通信システムにおける光送信回路、特に半導
体レーザ駆動回路に関する。
〔従来の技術〕
光通信システムにおける光送信回路の発光素子として半
導体レーザダイオードが用いられる。この半導体レーザ
ダイオードは非線形性発光素子で、しきい値電流をもっ
ており、しかもそのしきい値は温度によって変化するた
め、半導体レーザダイオードを用いて、直接ディジタル
強度変調された出力信号光を安定に得るにはA P C
(AutomaticPower Control )
回路、すなわち光出力制御回路が必要である。APC回
路は半導体レーザダイオードの出力信号光のピーク電力
が安定になるように半導体レーザダイオードの直流バイ
アス値を変更するためのものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
APC回路によればディジタル信号により強度変調され
た出力光の安定化のために、半導体レーザダイオード(
LD)の背面光をフォトダイオ−? (PD)でモニタ
ーし、光電気交換により得られた電圧を基準電圧と比較
し、バイアス回路を駆動して半導体レーザダイオードの
直流バイアス値を変更するようにしている。半導体レー
ザダイオードの背面光をフォトダイオードでモニターす
る場合、フォトダイオードの出力電流は、一般にフォト
ダイオードの帯域が狭いために出力光の平均値に対応す
る電流となる。従って、この平均値電流は半導体レーザ
ダイオード駆動回路にメカされるディジタル信号のマー
ク率(一定期間における全ビット数に対する論理“1”
レベルのビット数の割合を表す)の変動に従って変化す
ることになる。このため従来のAPC回路は、第4図に
示すようにマーク率検出回路をさらに備え、ディジタル
信号のマーク率変動による光信号のピーク値の変動を防
止するようにしている。第4図において、1は半導体レ
ーザダイオード2およびフォトダイオード3よりなるレ
ーザモジュール、4はレーザダイオード2を駆動するE
 CL (Emitter Coupled Logi
c )回路、5.6.7はAPC系を構成する増幅回路
、8はバイアス回路、9はチョークコイル、10はフィ
ルターである。この半導体レーデダイオード駆動回路に
おいて、フィルター10と増幅回路5とにより前述のマ
ーク率検出回路が構成される。フィルター10は、EC
L回路4を構成する2個のトランジスタ11.12の一
方のトランジスタ11のコレクタに接続された抵抗13
の一端に接続されている。
以上のような構成の従来の半導体レーザダイオード駆動
回路において、ECL回路4のトランジスタ11.12
のベースにそれぞれ接続されているECL回路入力端子
14.15に相補ディジタル信号が入力されると、トラ
ンジスタ11.12のコレクタに相補パルス電流が発生
し、トランジスタ12のパルス電流はレーザダイオード
2を流れ、レーザダイオードを発光させる。レーザダイ
オード2の出力光は、光ファイバ16に送り出される。
レーザダイオード2の背面光はフォトダイオード3によ
りモニターされ電流に変換される。この電流は、抵抗1
7により電圧に変換されて増幅回路6に入力され増幅さ
れて、増幅回路7の一方の入力端子に供給される。前述
したように、フォトダイオード3の出力電流は、レーザ
ダイオード2の出力光の平均値を示す電流であり、従っ
て増幅回路6からはこの平均値電流に対応する平均値電
圧が出力される。
この平均値電圧は、レーザダイオード2の温度変化によ
るしきい値の変動により変化し、さらにECL回路4に
人力されるディジタル信号のマーク率の変動によっても
変化する。
一方、ECL回路4のトランジスタ11のパルス電流(
レーザダイオード2を流れるパルス電流に対して相補を
なす)は抵抗13を流れ、この抵抗13の一端より取り
出されこのパルス電流に対応するパルス電圧がフィルタ
ー10に供給される。フィルター10はこのパルス電圧
を平均化し平均値電圧を増幅回路5に入力し、増幅回路
5からは増・幅された平均値電圧が出力される。この平
均値電圧は、ECL回路4へ入力されるディジタル信号
の変動率を表しており、増幅回路7の他方の入力端子に
基準電圧として供給される。
増幅回路7において、増幅回路6からの平均値電圧と増
幅回路5からの平均値電圧との差をとり、直流バイアス
回路8でこの差信号に従ったバイアス電流変化を、チョ
ークコイル9を経て半導体レーザダイオード2に与え光
信号出力を一定にしている。
このように従来の半導体レーザダイオード駆動回路にお
いては、マーク率検出回路を設け、フォトダイオードの
平均値電流からディジタル信号のマーク率変動による変
化分を除去することによって、ディジタル信号のマーク
率変動による光信号のピーク値の変動を防ぐようにして
いる。
しかしこの従来の構成では、レーザダイオード駆動用E
CL回路4のパルス電流が比較的大きいため、パルス電
流の温度特性、波形特性によりマーク率検出回路の増幅
回路5の出力である平均値電圧(V)の変動分(△■)
も大きくなり、その結果、増幅回路5の出力信号(検出
信号)のマーク率に対する直線性が劣化したり、直線性
の劣化によりさらには消光比も劣化するという問題点を
有している。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の目的は、上述した従来の欠点を改善した半導体
レーザダイオード駆動回路を提供することにある。
本発明は、半導体レーザをオン・オフさせるパルス電流
を供給するパルス電流駆動回路と、半導体レーザのモニ
ター光を処理して得た制御信号に基づきレーザ出力光を
制御する光出力制御回路と、パルス電流駆動回路に入力
されるディジタル信号のマーク率を検出するマーク率検
出回路とを備え、光出力制御回路においてマーク率検出
回路からの検出信号を用いてマーク率変動によるレーザ
出力光のピーク値の変動を防止するようにした半導体レ
ーザ駆動回路において、マーク率検出回路が、前記ディ
ジタル信号に基づく相補信号を平均化する平均化回路と
、平均化回路の出力の差分をとる増幅回路とを有するこ
とを特徴としている。
〔実施例〕
次に本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す回路図である。
図中、第4図の回路要素と同一の回路要素には同一の番
号を付して示す。この実施例は、ECL回路40入力端
子14.15にそれぞれ相補ディジタル信号が入力され
る場合の例であり、マーク率検出回路は入力端子14.
15に入力される相補ディジタル信号のそれぞれの平均
値をとるためのフィルター18と、このフィルターから
のそれぞれの出力の差をとる増幅回路19とから構成さ
れている。
入力端子14.15への相補ディジタル信号S、暮に基
づいて、ECL回路4がレーザダイオード2を駆動し、
増幅回路6から平均値電圧が出力される動作は、従来の
駆動回路の動作と同じである。
一方、入力端子14.15に入力された相補ディジタル
信号i、ぎは、フィルター18に人力され、各々の信号
の平均値電圧Vs、Vsが出力される。明らかなように
、ディジタル信号のマーク率が増大すると一方の平均値
電圧は増大し、他方の平均値電圧は減少する関係にある
。これらの平均値電圧は、増幅回路19のノーマル、イ
ンバータ両入力端子に入力され差分がとられる。平均値
電圧Vs。
vgの温度特性、波形特性による変動分をそれぞれ△V
s、△Vsとすれば、増幅回路19の出力は、−ノ  
      〜 (Vs+△Vs) −(V百+△■百)=(Vs−V百
)+(△Vs−△VN)となる。変動分(△Vs−△■
百)は差分がとられるため小さくなり、従って増幅回路
19の出力は温度特性、波形特性に対し安定した平均値
電圧となる。この平均値電圧はディジタル信号Sのマー
ク率に対応しており、その直線性は従来の駆動回路に比
べて劣化は少なくなる。増幅回路19の出力は、マーク
率基準電圧として増幅回路7に入力され、マーク率変動
による光信号のピーク値の変動の防止が図られ、安定な
APC動作が行われる。
第2図は、本発明の他の実施例を示す。図中、第1図の
回路要素と同一の回路要素には同一の番号を付して示す
。この実施例は、入力端子14.15のいずれか一方に
のみディジタル信号を入力させることによりECL回路
を動作させる場合の例であり、入力端子14.15とE
CL回路4との間にOR回路20が設けられている。こ
のOR回路は、入力端子14または15に人力されるデ
ィジタル信号を選択して、相補ディジタル信号を出力し
、ECL回路4に入力させる。さらに、入力端子14.
15とフィルター18との間にOR回路21が設けられ
ており、このOR回路はOR回路20と同様、入力端子
14または15に人力されるディジタル信号を選択して
、相補ディジタル信号を出力し、フィルター18に人力
させる。その後の動作は、第1図の実施例と同様である
第3図は、第2図の実施例の変形例を示す図である。こ
の実施例は、ECL回路4の抵抗13の一端よりパルス
電圧を取り出し、相補信号を形成する例である。相補信
号はゲート回路22により形成され、第2図の実施例と
同様にフィルター18に入力される。この変形例によれ
ば、第4図の従来の駆動回路と同様にECL回路4から
比較的大きいパルス電流を取り出してはいるが増幅回路
19においてフィルター18の出力の差分をとるため、
増幅回路19の出力には安定した平均値電圧が得られる
なお、本実施例において、入力端子14.15に相補信
号が入力される場合にはOR回路20は不要となる。
以上、本発明の詳細な説明したが、本発明はこれら実施
例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の
変更、変形が可能なことは勿論である。例えば、レーザ
モジュールの発光素子としては半導体レーザダイオード
に限るものではなく、その他の半導体レーザであ呈1よ
い。また、回路要素についても実施例のものに限られず
、同等の機能を有する要素を用いることができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によればパルス電流の温度変
動、波形特性に関係なく、検出信号のマーク率に対する
直線性の劣化や消光比の劣化のないAPC特性が得られ
るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例の回路図、第2図は、他の
実施例の回路図、 第3図は、さらに他の実施例の回路図、第4図は、従来
の半導体レーザ駆動回路の回路図である。 1・・・レーザモジュール 2・・・半導体レーザダイオード 3・・・フォトダイオード 4・・・ECL回路 6.7.19・・・増幅回路 8・・・バイアス回路 9・・・チョークコイル 11.12・・・トランジスタ 13.17・・・抵抗 14.15・・・入力端子 16・・・光ファイバ 18・・・フィルター 20.21・・・OR回路 22・・・ゲート回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体レーザをオン・オフさせるパルス電流を供
    給するパルス電流駆動回路と、半導体レーザのモニター
    光を処理して得た制御信号に基づきレーザ出力光を制御
    する光出力制御回路と、パルス電流駆動回路に入力され
    るディジタル信号のマーク率を検出するマーク率検出回
    路とを備え、光出力制御回路においてマーク率検出回路
    からの検出信号を用いてマーク率変動によるレーザ出力
    光のピーク値の変動を防止するようにした半導体レーザ
    駆動回路において、マーク率検出回路が、前記ディジタ
    ル信号に基づく相補信号を平均化する平均化回路と、平
    均化回路の出力の差分をとる増幅回路とを有することを
    特徴とする半導体レーザ駆動回路。
JP60063293A 1985-03-29 1985-03-29 半導体レ−ザ駆動回路 Pending JPS61224385A (ja)

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