JP3315892B2 - レーザーモジュールの制御回路 - Google Patents
レーザーモジュールの制御回路Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザーモジュー
ルの出力光一定制御をするための制御回路に係り、特
に、そのＶ−Ｉ変換回路に関するものである。
ルの出力光一定制御をするための制御回路に係り、特
に、そのＶ−Ｉ変換回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の技術としては、以下に示
すようなものがあった。
すようなものがあった。
【０００３】図６はかかる従来の光増幅器の構成図であ
る。
る。
【０００４】この図に示すように、光増幅器に入力信号
光Ｐsig inを入力し、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ
Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）１、第１
のアイソレータ２を介してＥＤＦＡ（エルビウム・ドー
プファイバ光増幅器）３に入力する。また、ＷＤＭ１で
はＥＤＦＡ３の励起用光源ＬＤ１０の光出力励起光Ｐpu
mpを入力信号光Ｐsig inと合成する。そのため、ＥＤＦ
Ａ３には入力信号光Ｐsig inと同時に励起光Ｐpumpも第
１のアイソレータ２を介して入力される。
光Ｐsig inを入力し、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ
Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）１、第１
のアイソレータ２を介してＥＤＦＡ（エルビウム・ドー
プファイバ光増幅器）３に入力する。また、ＷＤＭ１で
はＥＤＦＡ３の励起用光源ＬＤ１０の光出力励起光Ｐpu
mpを入力信号光Ｐsig inと合成する。そのため、ＥＤＦ
Ａ３には入力信号光Ｐsig inと同時に励起光Ｐpumpも第
１のアイソレータ２を介して入力される。
【０００５】ＥＤＦＡ３で増幅した光は第２のアイソレ
ータ４を通り、光カプラ５で光出力モニタ用ＰＤ（ＰＤ
−Ｓ）６に入力する光Ｐsig mon と、光増幅器出力にな
るＰsig out に分岐される。Ｐsig mon はＰＤ−Ｓ６で
電流に変換し、自動出力コントロール回路（ＡＬＣ）に
入力する。自動出力コントロール回路（ＡＬＣ）では、
この電流値を一定にするよう励起用光源ＬＤ１０に帰還
をかけて駆動するようになっており、光増幅器の出力は
常に一定に保たれるような構成になっている。
ータ４を通り、光カプラ５で光出力モニタ用ＰＤ（ＰＤ
−Ｓ）６に入力する光Ｐsig mon と、光増幅器出力にな
るＰsig out に分岐される。Ｐsig mon はＰＤ−Ｓ６で
電流に変換し、自動出力コントロール回路（ＡＬＣ）に
入力する。自動出力コントロール回路（ＡＬＣ）では、
この電流値を一定にするよう励起用光源ＬＤ１０に帰還
をかけて駆動するようになっており、光増幅器の出力は
常に一定に保たれるような構成になっている。
【０００６】この自動出力コントロール回路（ＡＬＣ）
をブロック図で示すと、ＰＤ−Ｓ帰還回路８とＶ−Ｉ変
換回路９（レーザーモジュール駆動部）に分割される。
をブロック図で示すと、ＰＤ−Ｓ帰還回路８とＶ−Ｉ変
換回路９（レーザーモジュール駆動部）に分割される。
【０００７】図７はかかる従来のＶ−Ｉ変換回路の構成
図であり、図７（ａ）はその第１のＶ−Ｉ変換回路、図
７（ｂ）はその第２のＶ−Ｉ変換回路である。
図であり、図７（ａ）はその第１のＶ−Ｉ変換回路、図
７（ｂ）はその第２のＶ−Ｉ変換回路である。
【０００８】図７（ａ）に示すように、ＰＤ−Ｓ帰還回
路８からの電圧値ＶPD-Sが、オペアンプＯＰ 1 １１の＋
端子に入力され、その出力端子はダイオードＤ1 １２を
介してレーザーモジュールドライブ用トランジスタＱ1
１３のベースに接続されている。
路８からの電圧値ＶPD-Sが、オペアンプＯＰ 1 １１の＋
端子に入力され、その出力端子はダイオードＤ1 １２を
介してレーザーモジュールドライブ用トランジスタＱ1
１３のベースに接続されている。
【０００９】また、トランジスタＱ1 １３のコレクタ
は、レーザーダイオードＬＤ1 １４のカソードに接続さ
れ、レーザーダイオードＬＤ1 １４のアノードは電源に
接続される（電源フィルタを介する場合があるが、ここ
では図示しない）。トランジスタＱ1 １３のエミッタは
電流検出用抵抗Ｒ1 １５に接続される。この抵抗Ｒ1 １
５の他端はグランドに接続される。
は、レーザーダイオードＬＤ1 １４のカソードに接続さ
れ、レーザーダイオードＬＤ1 １４のアノードは電源に
接続される（電源フィルタを介する場合があるが、ここ
では図示しない）。トランジスタＱ1 １３のエミッタは
電流検出用抵抗Ｒ1 １５に接続される。この抵抗Ｒ1 １
５の他端はグランドに接続される。
【００１０】更に、トランジスタＱ1 １３のエミッタと
抵抗Ｒ1 １５の間の電圧が電流モニタ電圧ＶＬＤとな
る。この点は抵抗Ｒ2 １６に接続され、抵抗Ｒ2 １６の
他端は抵抗Ｒ3 １７に接続され、抵抗Ｒ3 １７の他端は
基準電圧Ｖttに接続される。抵抗Ｒ2 １６と抵抗Ｒ3 １
７で分割された電圧Ｖ１がオペアンプＯＰ1 １１の−端
子に入力されている。
抵抗Ｒ1 １５の間の電圧が電流モニタ電圧ＶＬＤとな
る。この点は抵抗Ｒ2 １６に接続され、抵抗Ｒ2 １６の
他端は抵抗Ｒ3 １７に接続され、抵抗Ｒ3 １７の他端は
基準電圧Ｖttに接続される。抵抗Ｒ2 １６と抵抗Ｒ3 １
７で分割された電圧Ｖ１がオペアンプＯＰ1 １１の−端
子に入力されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来構成のＶ−Ｉ変換回路９において、第１の問題点
として、低電圧で駆動する場合、電流検出用抵抗での電
圧降下による電圧損失により、ＬＤ電流値が制限される
問題があった。
た従来構成のＶ−Ｉ変換回路９において、第１の問題点
として、低電圧で駆動する場合、電流検出用抵抗での電
圧降下による電圧損失により、ＬＤ電流値が制限される
問題があった。
【００１２】例えば、レーザーダイオードＬＤ1 １４
を、６００ｍＡの電流値で駆動する場合、レーザーダイ
オードＬＤ1 １４のＶｆ：２．２Ｖ、トランジスタＱ1
１３のＶｂｅ：０．８Ｖ、電流検出用抵抗Ｒ1 １５端子
間電圧：０．３Ｖ（電流検出用抵抗０．５Ωの場合）と
なり、トータルで３．３Ｖになってしまう。３．３Ｖ電
源を用いる場合、電源変動分±５％を考慮すると最小電
圧３．１３５Ｖであり、レーザーモジュールＬＤ1 １４
を３．３Ｖ電源で駆動することはできない。
を、６００ｍＡの電流値で駆動する場合、レーザーダイ
オードＬＤ1 １４のＶｆ：２．２Ｖ、トランジスタＱ1
１３のＶｂｅ：０．８Ｖ、電流検出用抵抗Ｒ1 １５端子
間電圧：０．３Ｖ（電流検出用抵抗０．５Ωの場合）と
なり、トータルで３．３Ｖになってしまう。３．３Ｖ電
源を用いる場合、電源変動分±５％を考慮すると最小電
圧３．１３５Ｖであり、レーザーモジュールＬＤ1 １４
を３．３Ｖ電源で駆動することはできない。
【００１３】また、第２の問題点としては、構造が異な
るＬＤモジュールが適用できない場合があった。例え
ば、カソードアースのレーザーを電流検出して使用する
場合、図７（ｂ）に示すように、トランジスタＱ2 ２３
をｎｐｎからｐｎｐに変更して、第１の従来例と同様な
構成〔図７（ａ）〕が考えられるが、この場合、電流検
出部分Ｖ２が電源変動の影響を受け、正常に電流検出す
ることができない。なお、２２はダイオードＤ2 、２４
はレーザーダイオードＬＤ2 、２５は電流検出用抵抗Ｒ
4 、２６は抵抗Ｒ5 、２７は抵抗Ｒ6 である。
るＬＤモジュールが適用できない場合があった。例え
ば、カソードアースのレーザーを電流検出して使用する
場合、図７（ｂ）に示すように、トランジスタＱ2 ２３
をｎｐｎからｐｎｐに変更して、第１の従来例と同様な
構成〔図７（ａ）〕が考えられるが、この場合、電流検
出部分Ｖ２が電源変動の影響を受け、正常に電流検出す
ることができない。なお、２２はダイオードＤ2 、２４
はレーザーダイオードＬＤ2 、２５は電流検出用抵抗Ｒ
4 、２６は抵抗Ｒ5 、２７は抵抗Ｒ6 である。
【００１４】本発明は、上記問題点を除去し、電流検出
用抵抗での電圧降下がなくなり、低電圧駆動が可能とな
るレーザーモジュールの制御回路を提供することを目的
とする。
用抵抗での電圧降下がなくなり、低電圧駆動が可能とな
るレーザーモジュールの制御回路を提供することを目的
とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕レーザーモジュールの制御回路において、レーザ
ーダイオードに直列に接続される駆動用トランジスタ
と、前記レーザーダイオードから光を受けるモニタホト
ダイオードと、ホトダイオードで受光した光を電流変換
して増幅する第１のオペアンプとこの第１のオペアンプ
の出力を反転して増幅する第２のオペアンプとこの第２
のオペアンプに接続される分圧抵抗を有する分圧抵抗回
路からなるＰＤ−Ｓ帰還回路と、前記モニタホトダイオ
ードからの出力信号が−側に入力され、前記ＰＤ−Ｓ帰
還回路からの出力信号が＋側に接続されるとともに、そ
の出力信号が前記駆動用トランジスタに接続されるオペ
アンプとを備え、前記ＰＤ−Ｓ帰還回路からの受光した
光に基づく出力信号と前記モニタホトダイオードからの
出力信号に基づいて前記レーザーダイオードの出力光を
一定に制御する電流帰還回路を具備するようにしたもの
である。
成するために、 〔１〕レーザーモジュールの制御回路において、レーザ
ーダイオードに直列に接続される駆動用トランジスタ
と、前記レーザーダイオードから光を受けるモニタホト
ダイオードと、ホトダイオードで受光した光を電流変換
して増幅する第１のオペアンプとこの第１のオペアンプ
の出力を反転して増幅する第２のオペアンプとこの第２
のオペアンプに接続される分圧抵抗を有する分圧抵抗回
路からなるＰＤ−Ｓ帰還回路と、前記モニタホトダイオ
ードからの出力信号が−側に入力され、前記ＰＤ−Ｓ帰
還回路からの出力信号が＋側に接続されるとともに、そ
の出力信号が前記駆動用トランジスタに接続されるオペ
アンプとを備え、前記ＰＤ−Ｓ帰還回路からの受光した
光に基づく出力信号と前記モニタホトダイオードからの
出力信号に基づいて前記レーザーダイオードの出力光を
一定に制御する電流帰還回路を具備するようにしたもの
である。
【００１６】〔２〕上記〔１〕記載のレーザーモジュー
ルの制御回路において、前記レーザーダイオードが直列
に接続される駆動用トランジスタの一端がアースに接続
される構造を有するようにしたものである。
ルの制御回路において、前記レーザーダイオードが直列
に接続される駆動用トランジスタの一端がアースに接続
される構造を有するようにしたものである。
【００１７】〔３〕上記〔１〕記載のレーザーモジュー
ルの制御回路において、前記レーザーダイオードのカソ
ードがアースに接続される構造を有するようにしたもの
である。
ルの制御回路において、前記レーザーダイオードのカソ
ードがアースに接続される構造を有するようにしたもの
である。
【００１８】〔４〕上記〔１〕記載のレーザーモジュー
ルの制御回路において、前記レーザーダイオードのアノ
ードがアースに接続される構造を有するようにしたもの
である。
ルの制御回路において、前記レーザーダイオードのアノ
ードがアースに接続される構造を有するようにしたもの
である。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。
て図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２０】図１は本発明の第１実施例を示すＬＤモジ
ュール内蔵モニタ用ＰＤを用いた電流帰還回路のＶ−Ｉ
変換回路の回路図である。
ュール内蔵モニタ用ＰＤを用いた電流帰還回路のＶ−Ｉ
変換回路の回路図である。
【００２１】この図に示すように、ＰＤ−Ｓ帰還回路３
１の電圧をオペアンプＯＰ3 ３２の＋側の入力端子に入
力し、そのオペアンプＯＰ3 ３２の出力はダイオードＤ
3 ３３を介してトランジスタＱ3 ３４のベースに入力さ
れている。トランジスタＱ3３４のエミッタは直接ＧＮ
Ｄに接地する。
１の電圧をオペアンプＯＰ3 ３２の＋側の入力端子に入
力し、そのオペアンプＯＰ3 ３２の出力はダイオードＤ
3 ３３を介してトランジスタＱ3 ３４のベースに入力さ
れている。トランジスタＱ3３４のエミッタは直接ＧＮ
Ｄに接地する。
【００２２】また、トランジスタＱ3 ３４のコレクタは
レーザーダイオードＬＤ1 ３５のカソードに接続されて
おり、レーザーダイオードＬＤ1 ３５のアノードは電源
に接続する。電流検出は、従来例の抵抗Ｒ1 に代えて、
レーザーモジュール内部のバックモニタホトダイオード
（ＢＡＣＫ ＰＤ1 ）３６を用いる。
レーザーダイオードＬＤ1 ３５のカソードに接続されて
おり、レーザーダイオードＬＤ1 ３５のアノードは電源
に接続する。電流検出は、従来例の抵抗Ｒ1 に代えて、
レーザーモジュール内部のバックモニタホトダイオード
（ＢＡＣＫ ＰＤ1 ）３６を用いる。
【００２３】バックモニタホトダイオード３６のカソー
ドは電源に接続し、アノードは可変抵抗ＲＶ1 ３７に接
続する。可変抵抗ＲＶ1 ３７の他端はＧＮＤに接続す
る。このバックモニタホトダイオード３６と可変抵抗Ｒ
Ｖ1 ３７の間の電圧Ｖ４をバッファオペアンプＯＰ4 ３
９の＋側に入力する。バッファオペアンプＯＰ4 ３９の
出力は抵抗Ｒ8 ４０に接続され、抵抗Ｒ 8 ４０の他端は
抵抗Ｒ9 ４１に接続される。抵抗Ｒ9 ４１の他端は基準
電圧に接続する。
ドは電源に接続し、アノードは可変抵抗ＲＶ1 ３７に接
続する。可変抵抗ＲＶ1 ３７の他端はＧＮＤに接続す
る。このバックモニタホトダイオード３６と可変抵抗Ｒ
Ｖ1 ３７の間の電圧Ｖ４をバッファオペアンプＯＰ4 ３
９の＋側に入力する。バッファオペアンプＯＰ4 ３９の
出力は抵抗Ｒ8 ４０に接続され、抵抗Ｒ 8 ４０の他端は
抵抗Ｒ9 ４１に接続される。抵抗Ｒ9 ４１の他端は基準
電圧に接続する。
【００２４】また、抵抗Ｒ8 ４０と抵抗Ｒ9 ４１で分割
された電圧Ｖ３の電圧はオペアンプＯＰ3 ３２の−端子
に入力する。なお、３８は抵抗Ｒ7 である。
された電圧Ｖ３の電圧はオペアンプＯＰ3 ３２の−端子
に入力する。なお、３８は抵抗Ｒ7 である。
【００２５】このように構成されたＶ−Ｉ変換回路の動
作について説明する。
作について説明する。
【００２６】図２は本発明の第１実施例を示すＶ−Ｉ変
換回路の前段に設けられるＰＤ−Ｓ帰還回路の構成図で
あり、図２（ａ）はそのＰＤ−Ｓ帰還回路図、図２
（ｂ）は第１のＯＰの出力を示す図、図２（ｃ）はその
第２のＯＰの出力を示す図である。
換回路の前段に設けられるＰＤ−Ｓ帰還回路の構成図で
あり、図２（ａ）はそのＰＤ−Ｓ帰還回路図、図２
（ｂ）は第１のＯＰの出力を示す図、図２（ｃ）はその
第２のＯＰの出力を示す図である。
【００２７】これらの図において、１０１はＰＤ−Ｓ、
１０２はオペアンプＯＰ7 （第１のオペアンプ）、１０
３は可変抵抗、１０４，１０５は分圧抵抗Ｒ11，Ｒ12、
１０６は抵抗Ｒ13、１０７はオペアンプＯＰ8 （第２の
オペアンプ）、１０８は抵抗Ｒ14、１０９は抵抗Ｒ15、
１１０は抵抗Ｒ16、１１１は抵抗Ｒ17である。
１０２はオペアンプＯＰ7 （第１のオペアンプ）、１０
３は可変抵抗、１０４，１０５は分圧抵抗Ｒ11，Ｒ12、
１０６は抵抗Ｒ13、１０７はオペアンプＯＰ8 （第２の
オペアンプ）、１０８は抵抗Ｒ14、１０９は抵抗Ｒ15、
１１０は抵抗Ｒ16、１１１は抵抗Ｒ17である。
【００２８】はじめに、図２のＰＤ−Ｓ帰還回路の動作
について簡単に説明する。
について簡単に説明する。
【００２９】ＰＤ−Ｓ１０１で受光した光は、電流変換
されてオペアンプＯＰ7 １０２で電流増幅される。その
ＯＰ7 １０２の出力は、図２（ｂ）に示すように、ＰＤ
−Ｓ１０１の光出力が増大するにしたがって上昇する。
オペアンプＯＰ8 １０７は反転増幅で使用しているの
で、図２（ｃ）に示すように、オペアンプＯＰ7 １０２
の出力が上昇すると、オペアンプＯＰ8 １０７の出力は
下降する。
されてオペアンプＯＰ7 １０２で電流増幅される。その
ＯＰ7 １０２の出力は、図２（ｂ）に示すように、ＰＤ
−Ｓ１０１の光出力が増大するにしたがって上昇する。
オペアンプＯＰ8 １０７は反転増幅で使用しているの
で、図２（ｃ）に示すように、オペアンプＯＰ7 １０２
の出力が上昇すると、オペアンプＯＰ8 １０７の出力は
下降する。
【００３０】この電圧をＰＤ−Ｓ帰還電圧として、図１
に示すＶ−Ｉ変換回路の回路のオペアンプＯＰ3 ３２の
＋端子に入力する。図２に示すＰＤ−Ｓ帰還回路の場
合、ＰＤ−Ｓ受光レベルが上昇すれば、つまり、光増幅
器出力Ｐsig out が上昇すれば、ＰＤ−Ｓ帰還電圧は下
降する。
に示すＶ−Ｉ変換回路の回路のオペアンプＯＰ3 ３２の
＋端子に入力する。図２に示すＰＤ−Ｓ帰還回路の場
合、ＰＤ−Ｓ受光レベルが上昇すれば、つまり、光増幅
器出力Ｐsig out が上昇すれば、ＰＤ−Ｓ帰還電圧は下
降する。
【００３１】この第１実施例のＶ−Ｉ変換回路の動作
は、このＰＤ−Ｓ帰還電圧の電圧変化を受け、ＰＤ−Ｓ
帰還電圧が下降すると、オペアンプＯＰ3 ３２の出力は
下降し、トランジスタＱ3 ３４のベースエミッタ間電圧
を小さくするためレーザーダイオードＬＤ1 ３５の電流
値は小さくなり、励起光Ｐpumpが減少する。バックモニ
タホトダイオード３６ではレーザーダイオードＬＤ1 ３
５の出力をモニタし、電流に変換し、可変抵抗ＲＶ1 ３
７で電圧に変換する。レーザーダイオードＬＤ1３５の
出力が低下すると、この電圧Ｖ４が下降してバッファオ
ペアンプＯＰ4 ３９の出力も下降する。
は、このＰＤ−Ｓ帰還電圧の電圧変化を受け、ＰＤ−Ｓ
帰還電圧が下降すると、オペアンプＯＰ3 ３２の出力は
下降し、トランジスタＱ3 ３４のベースエミッタ間電圧
を小さくするためレーザーダイオードＬＤ1 ３５の電流
値は小さくなり、励起光Ｐpumpが減少する。バックモニ
タホトダイオード３６ではレーザーダイオードＬＤ1 ３
５の出力をモニタし、電流に変換し、可変抵抗ＲＶ1 ３
７で電圧に変換する。レーザーダイオードＬＤ1３５の
出力が低下すると、この電圧Ｖ４が下降してバッファオ
ペアンプＯＰ4 ３９の出力も下降する。
【００３２】抵抗Ｒ8 ４０、Ｒ9 ４１で分割された電圧
値Ｖ３は、Ｖ３＝（Ｖtt−Ｖ５）×Ｒ8 ×（Ｒ9 ＋
Ｒ8 ）＋Ｖ５になり、この電圧値Ｖ３がＰＤ−Ｓ１０１
からの帰還電圧と等しくなったところで、レーザーモジ
ュールＬＤ1 ３５の電流が安定する。その結果、光増幅
器出力Ｐsig out が大きくなった時に出力を抑制する方
向に動作し、また、光増幅器出力Ｐsig out が小さくな
った時には出力を増加させる方向に動作し、その結果光
出力を一定に保つ。
値Ｖ３は、Ｖ３＝（Ｖtt−Ｖ５）×Ｒ8 ×（Ｒ9 ＋
Ｒ8 ）＋Ｖ５になり、この電圧値Ｖ３がＰＤ−Ｓ１０１
からの帰還電圧と等しくなったところで、レーザーモジ
ュールＬＤ1 ３５の電流が安定する。その結果、光増幅
器出力Ｐsig out が大きくなった時に出力を抑制する方
向に動作し、また、光増幅器出力Ｐsig out が小さくな
った時には出力を増加させる方向に動作し、その結果光
出力を一定に保つ。
【００３３】このように第１実施例によれば、電流検出
用抵抗をレーザーダイオードＬＤ 1 と直列に接続する必
要がないため、従来例の電流検出用抵抗Ｒ1 での電圧降
下がなくなり、低電圧駆動ができるようになる。
用抵抗をレーザーダイオードＬＤ 1 と直列に接続する必
要がないため、従来例の電流検出用抵抗Ｒ1 での電圧降
下がなくなり、低電圧駆動ができるようになる。
【００３４】従来例と同じパラメータで検討してみる
と、レーザーダイオードＬＤ1 を６００ｍＡの電流値で
駆動する場合、レーザーダイオードＬＤ1 のＶｆ：２．
２Ｖ、トランジスタＱ1 のＶｂｅ：０．８Ｖ、トータル
３．０Ｖで、３．３Ｖ電源を用いて、電源変動分±５％
を考慮して、最小電圧３．１３５Ｖで考えても動作可能
になる。
と、レーザーダイオードＬＤ1 を６００ｍＡの電流値で
駆動する場合、レーザーダイオードＬＤ1 のＶｆ：２．
２Ｖ、トランジスタＱ1 のＶｂｅ：０．８Ｖ、トータル
３．０Ｖで、３．３Ｖ電源を用いて、電源変動分±５％
を考慮して、最小電圧３．１３５Ｖで考えても動作可能
になる。
【００３５】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。
る。
【００３６】図３は本発明の第２実施例を示すＬＤモジ
ュール内蔵モニタ用ＰＤを用いた電流帰還回路のＶ−Ｉ
変換回路の回路図である。
ュール内蔵モニタ用ＰＤを用いた電流帰還回路のＶ−Ｉ
変換回路の回路図である。
【００３７】この図に示すように、ＰＤ−Ｓ帰還回路５
１の電圧をオペアンプＯＰ5 ５２の＋側の入力端子に入
力し、オペアンプＯＰ5 ５２の出力はダイオードＤ4 ５
３を介して、トランジスタＱ4 ５４のコレクタは、レー
ザーダイオードＬＤ1 ５５のアノードに接続する。レー
ザーダイオードＬＤ1 ５５のカソードはＧＮＤに接地す
る。
１の電圧をオペアンプＯＰ5 ５２の＋側の入力端子に入
力し、オペアンプＯＰ5 ５２の出力はダイオードＤ4 ５
３を介して、トランジスタＱ4 ５４のコレクタは、レー
ザーダイオードＬＤ1 ５５のアノードに接続する。レー
ザーダイオードＬＤ1 ５５のカソードはＧＮＤに接地す
る。
【００３８】電流検出は従来例の抵抗Ｒ4 ２５に代え
て、レーザーモジュール内部のバックモニタホトダイオ
ード５６を用いる。バックモニタホトダイオード５６の
カソードは電源に接続し、アノードは可変抵抗ＲＶ2 ５
８とオペアンプＯＰ6 ５７に接続する。
て、レーザーモジュール内部のバックモニタホトダイオ
ード５６を用いる。バックモニタホトダイオード５６の
カソードは電源に接続し、アノードは可変抵抗ＲＶ2 ５
８とオペアンプＯＰ6 ５７に接続する。
【００３９】また、可変抵抗ＲＶ2 ５８のオペアンプＯ
Ｐ6 ５７の出力はオペアンプＯＰ5５２の−端子に入力
する。なお、５９は抵抗Ｒ10、６０は抵抗Ｒ28である。
Ｐ6 ５７の出力はオペアンプＯＰ5５２の−端子に入力
する。なお、５９は抵抗Ｒ10、６０は抵抗Ｒ28である。
【００４０】なお、本構成に用いるレーザーモジュール
構造例を図４に示す。図４（ａ）はその平面図、図４
（ｂ）はその一部破断面図である。
構造例を図４に示す。図４（ａ）はその平面図、図４
（ｂ）はその一部破断面図である。
【００４１】これらの図に示すように、レーザーダイオ
ードＬＤ２０５とバックモニタホトダイオード２０９が
基板２０２上に実装されている。なお、２０１はヒート
シンク、２０３は基板、２０４はサブマウント、２０７
は光ファイバ、２０８はフェルールである。
ードＬＤ２０５とバックモニタホトダイオード２０９が
基板２０２上に実装されている。なお、２０１はヒート
シンク、２０３は基板、２０４はサブマウント、２０７
は光ファイバ、２０８はフェルールである。
【００４２】図５は本発明の第２実施例を示すＶ−Ｉ変
換回路の前段に設けられるＰＤ−Ｓ帰還回路の構成図で
あり、図５（ａ）はそのＰＤ−Ｓ帰還回路図、図５
（ｂ）は第１のＯＰの出力を示す図、図５（ｃ）はその
第２のＯＰの出力を示す図である。
換回路の前段に設けられるＰＤ−Ｓ帰還回路の構成図で
あり、図５（ａ）はそのＰＤ−Ｓ帰還回路図、図５
（ｂ）は第１のＯＰの出力を示す図、図５（ｃ）はその
第２のＯＰの出力を示す図である。
【００４３】これらの図において、３０１はＰＤ−Ｓ、
３０２はオペアンプＯＰ9 （第１のオペアンプ）、３０
３は可変抵抗、３０４は抵抗Ｒ18，３０５は抵抗Ｒ19、
３０６はオペアンプＯＰ10（第２のオペアンプ）、３０
７は抵抗Ｒ20、３０８は抵抗Ｒ21、３０９は抵抗Ｒ22、
３１０は抵抗Ｒ23である。
３０２はオペアンプＯＰ9 （第１のオペアンプ）、３０
３は可変抵抗、３０４は抵抗Ｒ18，３０５は抵抗Ｒ19、
３０６はオペアンプＯＰ10（第２のオペアンプ）、３０
７は抵抗Ｒ20、３０８は抵抗Ｒ21、３０９は抵抗Ｒ22、
３１０は抵抗Ｒ23である。
【００４４】はじめに、図５に示すＰＤ−Ｓ帰還回路の
動作について簡単に説明する。
動作について簡単に説明する。
【００４５】図５（ａ）に示すように、ＰＤ−Ｓ３０１
で受光した光は電流変換されてオペアンプＯＰ9 ３０２
で電流増幅される。そのオペアンプＯＰ9 ３０２の出力
は、図５（ｂ）に示すように、ＰＤ−Ｓ３０１の光出力
が増大するにしたがい下降する。オペアンプＯＰ10３０
６は反転増幅で使用しているので、オペアンプＯＰ9３
０２の出力が下降すると、オペアンプＯＰ10３０６の出
力は、図６（ｃ）に示すように上昇する。
で受光した光は電流変換されてオペアンプＯＰ9 ３０２
で電流増幅される。そのオペアンプＯＰ9 ３０２の出力
は、図５（ｂ）に示すように、ＰＤ−Ｓ３０１の光出力
が増大するにしたがい下降する。オペアンプＯＰ10３０
６は反転増幅で使用しているので、オペアンプＯＰ9３
０２の出力が下降すると、オペアンプＯＰ10３０６の出
力は、図６（ｃ）に示すように上昇する。
【００４６】そこで、この電圧をＰＤ−Ｓ帰還電圧とし
て、図３に示すＶ−Ｉ変換回路のオペアンプＯＰ5 ５２
の＋端子に入力する。図５に示すＰＤ−Ｓ帰還回路の場
合、ＰＤ−Ｓ受光レベルが上昇、つまり、光増幅器出力
Ｐsig out が上昇すれば、ＰＤ−Ｓ帰還電圧は上昇す
る。
て、図３に示すＶ−Ｉ変換回路のオペアンプＯＰ5 ５２
の＋端子に入力する。図５に示すＰＤ−Ｓ帰還回路の場
合、ＰＤ−Ｓ受光レベルが上昇、つまり、光増幅器出力
Ｐsig out が上昇すれば、ＰＤ−Ｓ帰還電圧は上昇す
る。
【００４７】次に、第２実施例のＶ−Ｉ変換回路の動作
はこの電圧変化を受け、ＰＤ−Ｓ帰還電圧が上昇する
と、オペアンプＯＰ5 ５２の出力は上昇し、トランジス
タＱ4５４のベースエミッタ間電圧を小さくするため、
レーザーダイオードＬＤ1 ５５の電流値は小さくなり、
励起光Ｐpumpが減少する。バックモニタホトダイオード
５６ではレーザーダイオードＬＤ1 ５５の出力をモニタ
し、電流に変換し、可変抵抗ＲＶ2 ５８で電圧に変換す
る。レーザーダイオードＬＤ1 ５５の出力が低下する
と、この電圧Ｖ６が上昇してＶ６の電圧がＰＤ−Ｓ帰還
回路５１の電圧と等しくなったところで、レーザーモジ
ュールＬＤの電流が安定する。
はこの電圧変化を受け、ＰＤ−Ｓ帰還電圧が上昇する
と、オペアンプＯＰ5 ５２の出力は上昇し、トランジス
タＱ4５４のベースエミッタ間電圧を小さくするため、
レーザーダイオードＬＤ1 ５５の電流値は小さくなり、
励起光Ｐpumpが減少する。バックモニタホトダイオード
５６ではレーザーダイオードＬＤ1 ５５の出力をモニタ
し、電流に変換し、可変抵抗ＲＶ2 ５８で電圧に変換す
る。レーザーダイオードＬＤ1 ５５の出力が低下する
と、この電圧Ｖ６が上昇してＶ６の電圧がＰＤ−Ｓ帰還
回路５１の電圧と等しくなったところで、レーザーモジ
ュールＬＤの電流が安定する。
【００４８】その結果、光増幅器出力Ｐsin out が大き
くなった時に出力を抑制する方向に動作し、また光増幅
器出力Ｐsin out が小さくなった時には、出力を増加さ
せる方向に動作し、光出力を一定に保つ。
くなった時に出力を抑制する方向に動作し、また光増幅
器出力Ｐsin out が小さくなった時には、出力を増加さ
せる方向に動作し、光出力を一定に保つ。
【００４９】このように、第２実施例によれば、前述し
た第１実施例の効果に加えて、レーザーモジュールのレ
ーザーダイオードのカソードが、アースに接続されてい
る構造（カソードアース型）のレーザーモジュールにお
いても、電源変動の影響を受けることなく、Ｖ−Ｉ変換
回路を構成することができるようになる。
た第１実施例の効果に加えて、レーザーモジュールのレ
ーザーダイオードのカソードが、アースに接続されてい
る構造（カソードアース型）のレーザーモジュールにお
いても、電源変動の影響を受けることなく、Ｖ−Ｉ変換
回路を構成することができるようになる。
【００５０】したがって、市販のレーザーモジュールの
選定自由度が広がるため、低価格のレーザーモジュール
で光増幅器を構成することが可能になる。
選定自由度が広がるため、低価格のレーザーモジュール
で光増幅器を構成することが可能になる。
【００５１】また、第１実施例では、光増幅器の励起用
レーザーダイオードの駆動部分に適用したが、光増幅器
の場合に限らず、モニタ用フォトダイオードを内蔵した
レーザーモジュールを出力一定に制御する場合の電流帰
還回路に適用するようにしてもよい。
レーザーダイオードの駆動部分に適用したが、光増幅器
の場合に限らず、モニタ用フォトダイオードを内蔵した
レーザーモジュールを出力一定に制御する場合の電流帰
還回路に適用するようにしてもよい。
【００５２】更に、第２実施例では、レーザーダイオー
ドのカソードがアースに接続されているが、レーザーダ
イオードのアノードがアースに接続されているような構
成にも、当然本発明を適用することが可能である。
ドのカソードがアースに接続されているが、レーザーダ
イオードのアノードがアースに接続されているような構
成にも、当然本発明を適用することが可能である。
【００５３】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
【００５４】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。
よれば、以下のような効果を奏することができる。
【００５５】〔１〕請求項１記載の発明によれば、従来
例のように、電流検出用抵抗をレーザーダイオードと直
列に接続する必要がないため、電流検出用抵抗での電圧
降下がなくなり、低電圧駆動が可能となる。
例のように、電流検出用抵抗をレーザーダイオードと直
列に接続する必要がないため、電流検出用抵抗での電圧
降下がなくなり、低電圧駆動が可能となる。
【００５６】〔２〕請求項２記載の発明によれば、光出
力を一定に保つとともに、電流検出用抵抗での電圧降下
がなくなり、低電圧駆動が可能である。
力を一定に保つとともに、電流検出用抵抗での電圧降下
がなくなり、低電圧駆動が可能である。
【００５７】〔３〕請求項３記載の発明によれば、上記
〔１〕の効果に加えて、レーザーダイオードのカソード
が、アースに接続されている構造（カソードアース）の
レーザーモジュールにおいて、電源変動の影響を受ける
ことなく、Ｖ−Ｉ変換回路を構成することができる。
〔１〕の効果に加えて、レーザーダイオードのカソード
が、アースに接続されている構造（カソードアース）の
レーザーモジュールにおいて、電源変動の影響を受ける
ことなく、Ｖ−Ｉ変換回路を構成することができる。
【００５８】〔４〕請求項４記載の発明によれば、上記
〔１〕の効果に加えて、レーザーダイオードのアノード
が、アースに接続されている構造（アノードアース）の
レーザーモジュールにおいて、電源変動の影響を受ける
ことなく、Ｖ−Ｉ変換回路を構成することができる。
〔１〕の効果に加えて、レーザーダイオードのアノード
が、アースに接続されている構造（アノードアース）の
レーザーモジュールにおいて、電源変動の影響を受ける
ことなく、Ｖ−Ｉ変換回路を構成することができる。
【００５９】したがって、市販のレーザーモジュールの
選定自由度が広がるため、低価格のレーザーモジュール
で光増幅器を構成することが可能になる。
選定自由度が広がるため、低価格のレーザーモジュール
で光増幅器を構成することが可能になる。
【図１】本発明の第１実施例を示すＬＤモジュール内蔵
モニタ用ＰＤを用いた電流帰還回路のＶ−Ｉ変換回路の
回路図である。
モニタ用ＰＤを用いた電流帰還回路のＶ−Ｉ変換回路の
回路図である。
【図２】本発明の第１実施例を示すＶ−Ｉ変換回路の前
段に設けられるＰＤ−Ｓ帰還回路の構成図である。
段に設けられるＰＤ−Ｓ帰還回路の構成図である。
【図３】本発明の第２実施例を示すＬＤモジュール内蔵
モニタ用ＰＤを用いた電流帰還回路のＶ−Ｉ変換回路の
回路図である。
モニタ用ＰＤを用いた電流帰還回路のＶ−Ｉ変換回路の
回路図である。
【図４】本発明の第２実施例のレーザーモジュール構造
例を示す図である。
例を示す図である。
【図５】本発明の第２実施例を示すＶ−Ｉ変換回路の前
段に設けられるＰＤ−Ｓ帰還回路の構成図である。
段に設けられるＰＤ−Ｓ帰還回路の構成図である。
【図６】従来の光増幅器の構成図である。
【図７】従来のＶ−Ｉ変換回路の構成図である。
３１，５１ ＰＤ−Ｓ帰還回路 ３２ オペアンプＯＰ3 ３３ ダイオードＤ3 ３４ トランジスタＱ3 ３５，５５ レーザーダイオードＬＤ1 ３６ バックモニタホトダイオード（ＢＡＣＫ ＰＤ
1 ） ３７ 可変抵抗ＲＶ1 ３８ 抵抗Ｒ 7 ３９ バッファオペアンプＯＰ4 ４０ 抵抗Ｒ8 ４１ 抵抗Ｒ9 ５２ オペアンプＯＰ5 ５３ ダイオードＤ4 ５４ トランジスタＱ4 ５６ バックモニタホトダイオード（ＢＡＣＫ ＰＤ
2 ） ５７ オペアンプＯＰ6 ５８ 可変抵抗ＲＶ2 ５９ 抵抗Ｒ 10 ６０ 抵抗Ｒ 28 １０１，３０１ ＰＤ−Ｓ １０２ オペアンプＯＰ7 （第１のオペアンプ） １０７ オペアンプＯＰ8 （第２のオペアンプ） ２０２ 基板 ２０５ レーザーダイオードＬＤ ２０９ バックモニタホトダイオード（ＢＡＣＫ Ｐ
Ｄ） ３０２ オペアンプＯＰ9 （第１のオペアンプ） ３０６ オペアンプＯＰ10 （第２のオペアンプ）
1 ） ３７ 可変抵抗ＲＶ1 ３８ 抵抗Ｒ 7 ３９ バッファオペアンプＯＰ4 ４０ 抵抗Ｒ8 ４１ 抵抗Ｒ9 ５２ オペアンプＯＰ5 ５３ ダイオードＤ4 ５４ トランジスタＱ4 ５６ バックモニタホトダイオード（ＢＡＣＫ ＰＤ
2 ） ５７ オペアンプＯＰ6 ５８ 可変抵抗ＲＶ2 ５９ 抵抗Ｒ 10 ６０ 抵抗Ｒ 28 １０１，３０１ ＰＤ−Ｓ １０２ オペアンプＯＰ7 （第１のオペアンプ） １０７ オペアンプＯＰ8 （第２のオペアンプ） ２０２ 基板 ２０５ レーザーダイオードＬＤ ２０９ バックモニタホトダイオード（ＢＡＣＫ Ｐ
Ｄ） ３０２ オペアンプＯＰ9 （第１のオペアンプ） ３０６ オペアンプＯＰ10 （第２のオペアンプ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 5/00 - 5/50
Claims (4)
- 【請求項１】 レーザーモジュールの制御回路におい
て、 （ａ）レーザーダイオードに直列に接続される駆動用ト
ランジスタと、 （ｂ）前記レーザーダイオードから光を受けるモニタホ
トダイオードと、 （ｃ）ホトダイオードで受光した光を電流変換して増幅
する第１のオペアンプと該第１のオペアンプの出力を反
転して増幅する第２のオペアンプと該第２のオペアンプ
に接続される分圧抵抗を有する分圧抵抗回路からなるＰ
Ｄ−Ｓ帰還回路と、 （ｄ）前記モニタホトダイオードからの出力信号が−側
に入力され、前記ＰＤ−Ｓ帰還回路からの出力信号が＋
側に接続されるとともに、その出力信号が前記駆動用ト
ランジスタに接続されるオペアンプとを備え、 （ｅ）前記ＰＤ−Ｓ帰還回路からの受光した光に基づく
出力信号と前記 モニタホトダイオードからの出力信号に
基づいて前記レーザーダイオードの出力光を一定に制御
する電流帰還回路を具備することを特徴とするレーザー
モジュールの制御回路。 - 【請求項２】 請求項１記載のレーザーモジュールの制
御回路において、前記レーザーダイオードに直列に接続
される駆動用トランジスタの一端がアースに接続される
構造を有することを特徴とするレーザーモジュールの制
御回路。 - 【請求項３】 請求項１記載のレーザーモジュールの制
御回路において、前記レーザーダイオードのカソードが
アースに接続される構造を有することを特徴とするレー
ザーモジュールの制御回路。 - 【請求項４】 請求項１記載のレーザーモジュールの制
御回路において、前記レーザーダイオードのアノードが
アースに接続される構造を有することを特徴とするレー
ザーモジュールの制御回路。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10727897A JP3315892B2 (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | レーザーモジュールの制御回路 |
| US09/034,290 US6026104A (en) | 1997-04-24 | 1998-03-04 | Apparatus for controlling laser diode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10727897A JP3315892B2 (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | レーザーモジュールの制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10303485A JPH10303485A (ja) | 1998-11-13 |
| JP3315892B2 true JP3315892B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=14455026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10727897A Expired - Fee Related JP3315892B2 (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | レーザーモジュールの制御回路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6026104A (ja) |
| JP (1) | JP3315892B2 (ja) |
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| US6696887B2 (en) * | 2001-09-27 | 2004-02-24 | Matthew S. Taubman | Transistor-based interface circuitry |
| US7668512B2 (en) * | 2003-01-15 | 2010-02-23 | Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Transceiver with a test mode of operation |
| US7417459B2 (en) * | 2005-04-06 | 2008-08-26 | Intel Corporation | On-die offset reference circuit block |
| EP3297105B1 (en) * | 2016-09-16 | 2021-05-12 | STMicroelectronics (Research & Development) Limited | Driver circuit for a laser diode |
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|---|---|---|---|---|
| JP2550447B2 (ja) * | 1991-05-16 | 1996-11-06 | 富士通株式会社 | レーザダイオードの制御方式 |
| JP3226624B2 (ja) * | 1992-09-24 | 2001-11-05 | 日本オプネクスト株式会社 | レーザダイオード駆動回路及び光伝送装置 |
| US5276697A (en) * | 1992-11-04 | 1994-01-04 | Eastman Kodak Company | Laser diode automatic power control circuit with means of protection of the laser diode |
| JP2735042B2 (ja) * | 1995-07-28 | 1998-04-02 | 日本電気株式会社 | 電圧制御型レーザダイオード駆動回路 |
| JP3539524B2 (ja) * | 1995-12-12 | 2004-07-07 | 松下電器産業株式会社 | 半導体レーザ駆動回路 |
| JPH09181682A (ja) * | 1995-12-26 | 1997-07-11 | Fujitsu Ltd | 光変調器の駆動回路及び光送信機 |
| US5933441A (en) * | 1997-11-06 | 1999-08-03 | Chen; Hung-Ping | Circuit for protecting a laser indicator |
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1997
- 1997-04-24 JP JP10727897A patent/JP3315892B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-03-04 US US09/034,290 patent/US6026104A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10303485A (ja) | 1998-11-13 |
| US6026104A (en) | 2000-02-15 |
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