DE2931526A1

DE2931526A1 - Beam intensity control for semiconductor laser - has photodiode whose current leads are galvanically separated from those of semiconductor laser

Info

Publication number: DE2931526A1
Application number: DE19792931526
Authority: DE
Inventors: Eugen Ing Grad Pfeiffer
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1979-08-03
Filing date: 1979-08-03
Publication date: 1981-02-05
Also published as: DE2931526C2

Abstract

The semiconductor laser has two light emitting surfaces, one being optically coupled to a glass fibre, while the other one being optically coupled to a photodiode (4) for detection of the laser radiation intensity. The current leads (32,33) of the laser (33) and the current leads (42,43) of the photodiode are galvanically separated. Further glass fibre is preferably arranged between the second light emitting surface inthe form of a window (37) and the photodiode. Alternately, an optical component may be inserted between thin second light emitting window and the photodiode. This arrangement prevents the photodiode current to be affected by the laser current which is of much greater strength. Such an effect would limit the laser modulation to a few Mbit. The laser assembly is mounted in an electrically conductive housing (1).

Description

Beschreibungdescription

"Anordnung zur Intensitätsregelung einer von einem Halbleiter-laser emittierten Strahlung" Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Intensitätsregelung einer von einem Halbleiter-Laser emittierten Strahlung mit einem zwei Lichtaustrittsflächen aufweisenden Halbleiter-Laser, dessen erste Lichtaustrittsfläche optisch mit einer Glasfaser gekoppelt ist und dessen zweite Lichtaustrittsfläche zur Detektion der Strahlungsintensität des Lasers optisch an eine Fotodiode angekoppelt ist."Arrangement for regulating the intensity of a semiconductor laser emitted radiation "The invention relates to an arrangement for intensity regulation a radiation emitted by a semiconductor laser with two light exit surfaces having semiconductor laser, the first light exit surface optically with a Glass fiber is coupled and its second light exit surface for the detection of the Radiation intensity of the laser is optically coupled to a photodiode.

Eine Anordnung der eingangs genannten Art ist z. B. aus der Æ -GM 75 33 058 bekannt. Ein Halbleiter-Laser (im folgenden Lasers genannt) ist ein Bauelement mit im Submillimeterbereich liegenden Abmessungen, daß mit im Vergleich zur Fotodiode mit relativ hohem Strom betrieben wird und während des Betriebs eine erhebliche Verlustwärme entwickelt.An arrangement of the type mentioned is z. B. from the Æ -GM 75 33 058 known. A semiconductor laser (hereinafter referred to as a laser) is a component with dimensions in the sub-millimeter range that with compared to the photodiode is operated with a relatively high current and during operation a considerable heat loss develops.

Die aufwendigen Eühlmaßnahmen und der getrennte Aufbau legt es nahe, jeweils einen elektrischen Anschluß des Lasers und der Fotodiode mit dem den Laser und die Fotodiode aufnehmendem Gehäuse zu verbinden und gemeinsam weiterzuleiten.The complex cooling measures and the separate structure suggests each has an electrical connection for the laser and the photodiode with the laser and to connect the photodiode accommodating housing and pass it on together.

Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, daB zwischen dem hohen Laserstrom einerseits und dem schwachen Fotodiodenstrom andererseits eine elektrische Verkopplung stattfindet, die die Modulation des Halbleiter-Lasers auf wenige MBit begrenzt.However, this has the disadvantage that between the high laser current on the one hand and the weak photodiode current on the other hand an electrical coupling takes place, which limits the modulation of the semiconductor laser to a few Mbit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den genannten Nachteil zu vermeiden. Insbesondere soll die Beeinflussung des Fotodiodenstromes durch den Laserstrom verhindert werden.The invention is based on the object of addressing the disadvantage mentioned avoid. In particular, the laser current should influence the photodiode current be prevented.

Die Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Stromzuführungen des Lasers und die der Fotodiode galvanisch voneinander getrennt angeordnet sind.With an arrangement of the type mentioned at the outset, the task is thereby achieved solved that the power supply of the laser and that of the photodiode galvanically from each other are arranged separately.

Eine besonders gute Trennung, die außerdem die Stromzuführungen auch bei kleinsten Gehäusen unproblematisch macht, wird dadurch erzielt, daß zwischen zweitem Lichtaustrittsfenster und Fotodiode eine weitere Glasfaser angeordnet ist.A particularly good separation, which also includes the power supply lines makes unproblematic for the smallest housings, is achieved in that between A further glass fiber is arranged in the second light exit window and photodiode.

Die Erfindung wird nun anhand von in Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: FIG. 1 Anordnung von Glasfaser, Laser und Fotodiode mit Stromzuführung nach dem Stand der Technik; FIG. 2 Anordnung von Glasfaser, Laser und Fotodiode mit galvanisch getrennter Stromzuführung gemäß der Erfindung; FIG. 3 Anordnung wie FIG. 2, jedoch mit weiterer Glasfaser zwischen Laser und Fotodiode.The invention will now be explained with the aid of exemplary embodiments shown in figures explained in more detail. They show: FIG. 1 Arrangement of fiber optics, laser and photodiode with state-of-the-art power supply; FIG. 2 Arrangement of fiber optics, laser and photodiode with galvanically separated power supply according to Invention; FIG. 3 arrangement as FIG. 2, but with another fiber optic between the laser and photodiode.

In FIG. 1 ist eine Anordnung von Glasfaser 2, Laser 3 und Fotodiode 4 in der Draufsicht dargestellt, deren Stronzuführungen nach dem St-and der Technik erfolgt. Die Anordnung ist in einem elektrisch leitenden Gehäuse 1 untergebracht.In FIG. 1 is an arrangement of optical fiber 2, laser 3 and photodiode 4 shown in plan view, their power supplies according to the prior art he follows. The arrangement is accommodated in an electrically conductive housing 1.

Die Figur zeigt nur die wesentlichsten Merkmale.The figure shows only the most essential features.

Der Laser 3 ist auf einer elektrisch leitenden Wärmesenke 31 gehaltert und seine beiden Stromzuführungen erfolgen zum einen über die isoliert verlegte Leitung 34, den isoliert angeordneten Stützpunkt 33 und den Anschlußdraht 32 und zum anderen über Leitung 35, die mit dem Gehäuse 1 leitend verbunden ist, so daß der Strom über die Wärmesenke 31 den Laser 3 erreicht.The laser 3 is mounted on an electrically conductive heat sink 31 and its two power supplies are on the one hand via the isolated one Line 34, the insulated support point 33 and the connecting wire 32 and on the other hand via line 35, which is conductively connected to the housing 1, so that the current reaches the laser 3 via the heat sink 31.

Die Fotodiode 4 sitzt auf einem keramischen Träger 41 im Gehäuse 1. Ihr Strom wird zum einen von der isoliert zur Diode geführten Leitung 42 und zum anderen von.der gleichen Leitung 35 abgenommen, die auch eine Masseverbindung zur Diode 4 aufweist.The photodiode 4 is seated on a ceramic carrier 41 in the housing 1. Your current is on the one hand from the isolated line 42 to the diode and on the one hand other von.der same line 35 removed, which also has a ground connection to Has diode 4.

Der Laser besitzt zwei Lichtaustrittsflächen, deren eine Lichtaustrittsfläche 36 optisch mit einer Glasfaser 2 gekoppelt ist und dessen zweite Lichtaustrittsfläche 37 zur detektion der Strahlungsintensität des Lasers 3 optisch an die Fotodiode 4 angekoppelt ist.The laser has two light exit surfaces, one of which is a light exit surface 36 is optically coupled to a glass fiber 2 and its second light exit surface 37 for the detection of the radiation intensity of the laser 3 optically to the photodiode 4 is coupled.

Der Strom zum Betrieb des Lasers 3-und zur Uberwachung des Stroms der Fotodiode 4 fließt in unvorteilhafter Weise über die gleiche Leitung 35. außerdem verläuft die Leitung 34 für den Laserstrom, wie der FIG. 1 zu entnehmen ist, in unmittelbarer Nachbarschaft der Diodenleitung 42. Dadurch werden kapazitive und, vom relativ zum Diodenstrom recht hohen Laserstrom induzierte Ströme in der Diodenleitung 42 induziert, so daß die Auswertung des Fotodiodenstromes insbesondere bei sehr hohen Frequenzen verfälscht wird.The current for operating the laser 3 and for monitoring the current the photodiode 4 unfavorably flows about the same Line 35 also runs the line 34 for the laser current, as shown in FIG. 1 can be seen in the immediate vicinity of the diode line 42. This will be capacitive currents and currents induced by the laser current, which is quite high relative to the diode current induced in the diode line 42, so that the evaluation of the photodiode current in particular is corrupted at very high frequencies.

In FIG. 2 ist eine Anordnung gezeigt, bei der dieser Nachteil vermieden wird. Hierzu wurde die Anordnung um 90° gedreht, also in Seitenansicht, dargestellt, Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Wie ersichtlich, ist hier der Laserstromkreis vom Diodenstromkreis getrennt.In FIG. An arrangement is shown in which this disadvantage is avoided will. For this purpose, the arrangement was rotated by 90 °, i.e. shown in a side view, The same parts are provided with the same reference numbers. As can be seen here the laser circuit is separated from the diode circuit.

Leitung 35 führt direkt zur den Laser 3 tragenden Wärmesenke. Die Leitung 35 kann Jedoch auch ohne Nachteil mit dem Gehäuse verbunden sein, da in diesem Ausführungabeispiel beide zur Fotodiode 4 führende Leitungen 42 und 43 isoliert vom Gehäuse 1 zur Fotodiode geführt sind. Von besonderem Vorteil ist, daß die Stromzuführungsleitungen für den Laser und die StronzuSührung8leitungen für die Fotodiode senkrecht zueinander angeordnet sind, so daß die kapazitiven und induktiven Verkopplungen der Leitungen sehr klein sind.Line 35 leads directly to the heat sink carrying the laser 3. the However, line 35 can also be connected to the housing without disadvantage, since in In this exemplary embodiment, both lines 42 and 43 leading to the photodiode 4 are insulated are led from the housing 1 to the photodiode. It is particularly advantageous that the power supply lines for the laser and the power supply lines for the photodiode perpendicular to each other are arranged so that the capacitive and inductive couplings of the lines are very small.

Eine derartige Anordnung erlaubt es, den Laserbetrieb bis ins GHz-Gebiet zu kontrollieren.Such an arrangement allows laser operation up to the GHz range to control.

Die sehr kleinen Abmessungen der Halbleiter-Laser erfordern eine bei einer Anordnung gemäß FIG. 2 unter Umständen sehr gedrängte Bauweise für die elektrischen Anschlüsse, die in der Regel, wegen der hohen Bitraten des. Lasers, über Koaxialleitungen zugeführt werden.The very small dimensions of the semiconductor laser require a an arrangement according to FIG. 2 possibly very compact construction for the electrical Connections, as a rule, via coaxial cables, because of the high bit rates of the laser are fed.

Eine sehr einfache und sich nicht gegenseitig beeinflussende elektri8che Leitungsführung wird gemaß der Erfindung da- durch erreicht, daß, wie in FIG. 3 schematisch dargestellt, zwischen Laser 3 und Fotodiode 4 eine weitere Glasfaserleitung 5 angeordnet ist. Diese Leitung erlaubt es auch, die Fotodiode direkt in aas den Laserstrom regelnde, hier nicht dargestellte Gerät einzubauen. Im letzten Fall ist lediglich der Laser 3 im Gehäuse 1 untergebracht und an das Gehäuse sind Glasfaser 2, die zur Fotodiode führende Glasfaser 5 und die Stromzuführung zum Laser angeschlossen.A very simple and non-mutually influencing electrical system Line routing is according to the invention there- achieved by that, as in FIG. 3 shown schematically, between laser 3 and photodiode 4 another Glass fiber line 5 is arranged. This line also allows the photodiode to be installed directly in a device that regulates the laser current and is not shown here. In the latter case, only the laser 3 is housed in the housing 1 and connected to the Housing are glass fiber 2, the glass fiber 5 leading to the photodiode and the power supply connected to the laser.

Da die Bauelemente der optischen Nachrichtenübertragung, wie z. B. Laser und Fotodiode relativ klein sind, besteht die Möglicbkeit den Laser 3 und die Fotodiode 4 unter Umständen so dicht beieinander anzuordnen, daß statt der Glastaserleitung 5 auch ein fokusierendes Bauelement wie z. B. eine Linse in8besondere eine Kugellinse verwendet werden kann.Since the components of the optical communication, such as. B. Laser and photodiode are relatively small, it is possible to use the laser 3 and to arrange the photodiode 4 so close together that instead of the glass fiber line 5 also a focusing component such. B. a lens, in particular a ball lens can be used.

Claims

Claims 1. Arrangement for intensity control one of one Semiconductor laser emitted radiation with a two light exit surfaces having Ralbleiter-haser, whose first L'chta'a tread optically with a glass fiber is coupled and its second light exit surface for detecting the radiation intensity of the laser is optically coupled to a photodiode, characterized in that the power supply lines (32, 35) of the semiconductor laser (3) and the power supply lines (42, 43) of the photodiode (4) are galvanically separated from one another.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that between second light exit window (37) and photodiode (4) another glass fiber (5) is arranged.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that between second light exposure window (37) and photodiode (4) an optical component arranged is.