JPH04245688A - Semiconductor laser drive circuit - Google Patents
Semiconductor laser drive circuitInfo
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ駆動回路
に関する。より詳細には、本発明は、光通信システム等
で使用される半導体レーザ駆動回路であって、その出力
光信号の品質を自動的に維持する機能を有する新規な駆
動回路の構成に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser drive circuit. More specifically, the present invention relates to a novel structure of a semiconductor laser drive circuit used in optical communication systems and the like, which has a function of automatically maintaining the quality of its output optical signal.
【0002】0002
【従来の技術】光通信等に使用する光送信器では、送信
すべきデータに対応して変調した変調電流を半導体レー
ザに供給する半導体レーザ駆動回路により送信すべきデ
ータに対応した光信号を発生している。受信側では、こ
の変調された光信号を復調してデータの再生を行うが、
ここで受信側の感度に深く影響する特性として光信号の
消光比がある。消光比とは、2値信号のそれぞれに対応
した2種の光強度の比を意味し、受信側で2種の強度か
らなる光信号を有効に検出するためには、送信側で出力
する光信号の消光比が安定していることが極めて重要で
ある。[Background Art] In an optical transmitter used for optical communications, etc., an optical signal corresponding to the data to be transmitted is generated by a semiconductor laser drive circuit that supplies a semiconductor laser with a modulated current that is modulated in accordance with the data to be transmitted. are doing. On the receiving side, this modulated optical signal is demodulated and the data is reproduced.
Here, the extinction ratio of the optical signal is a characteristic that deeply affects the sensitivity on the receiving side. Extinction ratio means the ratio of two types of light intensities corresponding to each binary signal.In order to effectively detect an optical signal consisting of two types of intensities on the receiving side, the light output on the transmitting side must be It is extremely important that the extinction ratio of the signal is stable.
【0003】そこで、半導体レーザの温度特性等を補償
して、常に消光比の安定した光信号を出力できるような
半導体レーザ駆動回路が、既に特開平2−58387号
として提案されている。[0003] Therefore, a semiconductor laser drive circuit that can always output an optical signal with a stable extinction ratio by compensating for the temperature characteristics of the semiconductor laser has already been proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-58387.
【0004】ここで提案されている半導体レーザ駆動回
路は、半導体レーザが出力する光信号をフォトダイオー
ドによってモニタし、フォトダイオードの出力するモニ
タ信号に基づいて、出力される光信号の平均出力と消光
比とが安定するように、半導体レーザに供給されるバイ
アス電流と変調電流とを制御している。The semiconductor laser drive circuit proposed here uses a photodiode to monitor the optical signal output from the semiconductor laser, and calculates the average output and extinction of the output optical signal based on the monitor signal output from the photodiode. The bias current and modulation current supplied to the semiconductor laser are controlled so that the ratio is stable.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来の半導体レーザ駆動回路では、半導体レーザ
の温度が上昇した場合に、出力光信号の波形のクロス点
がずれてしまい、波形歪が生じるという問題がある。[Problem to be Solved by the Invention] However, in the conventional semiconductor laser drive circuit as described above, when the temperature of the semiconductor laser increases, the cross point of the waveform of the output optical signal shifts, causing waveform distortion. There is a problem.
【0006】図4は、上述のような半導体レーザ駆動回
路から出力される光信号の、室温時と高温時との出力信
号波形の変化を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a change in the output signal waveform of an optical signal output from the semiconductor laser driving circuit as described above between room temperature and high temperature.
【0007】同図に示すように、室温では信号振幅の中
央付近にあるクロス点は、温度が上昇するとずれてしま
う。As shown in the figure, the cross point located near the center of the signal amplitude at room temperature shifts as the temperature rises.
【0008】そこで、本発明は、上記従来技術の問題点
を解決し、半導体レーザの温度特性に起因する波形歪を
有効に補正することができる新規な半導体レーザ駆動回
路を提供することをその目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a novel semiconductor laser drive circuit that can solve the problems of the prior art and effectively correct waveform distortion caused by the temperature characteristics of a semiconductor laser. It is said that
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明に従うと、半導体
レーザと、入力信号に対応して変調された電流を前記半
導体レーザに供給する駆動回路を有し、該駆動回路をバ
イパスして前記半導体レーザにバイアス電流を供給する
ように構成された半導体レーザ駆動回路において、前記
半導体レーザの出力光信号の一部を受けてモニタ信号を
出力する受光素子と、前記モニタ信号の信号レベルが高
い側のピークを検出するピーク値検出回路と、前記ピー
ク値検出回路の出力に基づいて前記半導体レーザに供給
する変調電流を帰還制御する変調電流制御回路と、前記
モニタ信号の信号レベルが低い側のピークを検出するボ
トム値検出回路と、前記ボトム値検出回路の出力に基づ
いて前記半導体レーザに供給するバイアス電流を帰還制
御するバイアス電流制御回路と、前記入力信号を受けて
前記ボトム値検出回路の出力に基づいて前記変調電流の
パルス幅を帰還制御するように前記変調電流制御回路を
制御するパルス幅調整回路とを備え、前記半導体レーザ
が出力する光信号の光出力パワー、消光比およびパルス
幅を何れも安定せしめたことを特徴とする半導体レーザ
駆動回路が提供される。[Means for Solving the Problems] According to the present invention, a semiconductor laser and a drive circuit that supplies a current modulated in accordance with an input signal to the semiconductor laser are provided, and the drive circuit is bypassed and the semiconductor laser is A semiconductor laser drive circuit configured to supply a bias current to the laser includes a light receiving element that receives a part of the output optical signal of the semiconductor laser and outputs a monitor signal, and a light receiving element on the side where the signal level of the monitor signal is high. a peak value detection circuit for detecting a peak; a modulation current control circuit for feedback controlling a modulation current supplied to the semiconductor laser based on the output of the peak value detection circuit; a bottom value detection circuit for detecting a bottom value; a bias current control circuit for feedback controlling a bias current supplied to the semiconductor laser based on the output of the bottom value detection circuit; and a bias current control circuit for feedback controlling the bias current supplied to the semiconductor laser based on the output of the bottom value detection circuit; a pulse width adjustment circuit that controls the modulation current control circuit so as to perform feedback control of the pulse width of the modulation current based on the feedback control circuit; Provided is a semiconductor laser drive circuit characterized in that the semiconductor laser drive circuit is also stabilized.
【0010】0010
【作用】本発明に係る半導体レーザ駆動回路は、半導体
レーザに供給する変調電流の直流成分レベルおよびバイ
アス電流の他に、変調電流パルスのパルス幅をも制御す
るように構成されていることをその主要な特徴としてい
る。[Operation] The semiconductor laser drive circuit according to the present invention is configured to control not only the DC component level and bias current of the modulation current supplied to the semiconductor laser, but also the pulse width of the modulation current pulse. This is the main feature.
【0011】即ち、従来の半導体レーザ駆動回路では、
半導体レーザに対して供給されている電流の電流量を制
御することにより出力光信号の品質向上を図っていた。
しかしながら、このような制御では、出力光信号の信号
波形の劣化を補償することができなかった。That is, in the conventional semiconductor laser drive circuit,
The quality of the output optical signal was improved by controlling the amount of current supplied to the semiconductor laser. However, such control cannot compensate for the deterioration of the signal waveform of the output optical signal.
【0012】これに対して、本発明に係る半導体レーザ
駆動回路では、入力信号により変調された変調電流のパ
ルス幅を、出力光信号からのモニタ信号に基づいて帰還
制御することにより、出力光信号のパルス幅歪を有効に
補償している。On the other hand, in the semiconductor laser drive circuit according to the present invention, the pulse width of the modulated current modulated by the input signal is feedback-controlled based on the monitor signal from the output optical signal. This effectively compensates for pulse width distortion.
【0013】本発明に係る半導体レーザ駆動回路は、半
導体レーザの出力光信号を受光するフォトダイオードを
備え、更に、このフォトダイオードが出力するモニタ電
流の最高値を検出するピーク値検出回路と、モニタ電流
の最低値を検出するボトム値検出回路とを備えている。A semiconductor laser drive circuit according to the present invention includes a photodiode that receives an output optical signal from the semiconductor laser, and further includes a peak value detection circuit that detects the highest value of a monitor current output from the photodiode, and a monitor and a bottom value detection circuit that detects the lowest value of current.
【0014】そして、ボトム値検出回路の出力を参照し
て、入力信号により変調された変調電流のパルス幅を帰
還制御するように構成されている。即ち、半導体レーザ
からの出力光信号の最小値が減少したときには、半導体
レーザに供給される変調電流のパルス幅を増大させるよ
うに構成されている。このような動作により出力光信号
のパルス幅が補正され、光信号のクロス点がずれること
がなくなる。The pulse width of the modulated current modulated by the input signal is feedback-controlled by referring to the output of the bottom value detection circuit. That is, when the minimum value of the output optical signal from the semiconductor laser decreases, the pulse width of the modulation current supplied to the semiconductor laser is increased. Through such an operation, the pulse width of the output optical signal is corrected, and the cross point of the optical signal does not shift.
【0015】更に、従来の半導体レーザ駆動回路と同様
に、ピーク値検出回路の出力を参照して半導体レーザに
供給されている変調電流を帰還制御することにより、出
力光信号の平均光出力を安定化させることができる。ま
た、ボトム値検出回路の出力を参照して、半導体レーザ
に供給されているバイアス電流を帰還制御することによ
り、出力光信号の消光比を安定化させることができる。Furthermore, as in the conventional semiconductor laser drive circuit, the average optical output of the output optical signal is stabilized by feedback controlling the modulation current supplied to the semiconductor laser with reference to the output of the peak value detection circuit. can be made into Furthermore, by referring to the output of the bottom value detection circuit and performing feedback control on the bias current supplied to the semiconductor laser, it is possible to stabilize the extinction ratio of the output optical signal.
【0016】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的
に説明するが、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎず
、本発明の技術的範囲を何ら限定するものではない。[0016] The present invention will now be described in more detail with reference to Examples, but the following disclosure is merely an example of the present invention and is not intended to limit the technical scope of the present invention in any way.
【0017】[0017]
【実施例】図1は、本発明に従う半導体レーザ駆動回路
の基本的な構成を示すブロック図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of a semiconductor laser driving circuit according to the present invention.
【0018】同図に示すように、この半導体レーザ駆動
回路は、半導体レーザLDの変調電流パルス幅を調節す
るパルス幅制御回路1と、半導体レーザLDにバイアス
電流を供給するバイアス電流制御回路2と、半導体レー
ザLDの出力する光信号をモニタするフォトダイオード
PDと、フォトダイオードPDの出力するモニタ信号か
らそのピークを抽出するピーク値検出回路4と、同じく
モニタ信号からその信号レベルが低い側のピークを抽出
するボトム値検出回路5とから主に構成されている。ま
た、変調電流制御回路3は、パルス幅調整回路1を介し
て入力信号を受けている。As shown in the figure, this semiconductor laser drive circuit includes a pulse width control circuit 1 that adjusts the modulation current pulse width of the semiconductor laser LD, and a bias current control circuit 2 that supplies a bias current to the semiconductor laser LD. , a photodiode PD that monitors the optical signal output from the semiconductor laser LD, a peak value detection circuit 4 that extracts the peak from the monitor signal output from the photodiode PD, and a peak on the lower side of the signal level from the monitor signal. It mainly consists of a bottom value detection circuit 5 that extracts the bottom value. Further, the modulation current control circuit 3 receives an input signal via the pulse width adjustment circuit 1.
【0019】以上のように構成された半導体レーザ駆動
回路において、ピーク値検出回路の出力を参照して半導
体レーザに供給されている変調電流を帰還制御すること
により、出力光信号の平均光出力を安定化させることが
できる。また、ボトム値検出回路の出力を参照して、半
導体レーザに供給されているバイアス電流を帰還制御す
ることにより、出力光信号の消光比を安定化させること
ができる。In the semiconductor laser drive circuit configured as described above, the average optical output of the output optical signal is controlled by feedback-controlling the modulation current supplied to the semiconductor laser with reference to the output of the peak value detection circuit. It can be stabilized. Furthermore, by referring to the output of the bottom value detection circuit and performing feedback control on the bias current supplied to the semiconductor laser, it is possible to stabilize the extinction ratio of the output optical signal.
【0020】更に、この半導体レーザ駆動回路では、ボ
トム値検出回路の出力を参照して、入力信号により変調
された変調電流のパルス幅を帰還制御するように構成さ
れている。即ち、パルス幅制御回路1は、半導体レーザ
からの出力光信号の最小値が減少したときには、半導体
レーザに供給される変調電流のパルス幅を増大させ、逆
に、半導体レーザからの出力光信号の最小値が増加した
ときには、半導体レーザに供給される変調電流のパルス
幅を現象させるように構成されている。Furthermore, this semiconductor laser drive circuit is configured to feedback-control the pulse width of the modulation current modulated by the input signal with reference to the output of the bottom value detection circuit. That is, when the minimum value of the output optical signal from the semiconductor laser decreases, the pulse width control circuit 1 increases the pulse width of the modulation current supplied to the semiconductor laser, and conversely increases the output optical signal from the semiconductor laser. The device is configured to change the pulse width of the modulation current supplied to the semiconductor laser when the minimum value increases.
【0021】図2は、図1に示した半導体レーザ駆動回
路のより具体的な構成例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a more specific example of the configuration of the semiconductor laser drive circuit shown in FIG. 1.
【0022】同図に示すように、この半導体レーザ駆動
回路は、半導体レーザLDに変調電流を供給する駆動回
路aと、駆動回路aに対する入力信号を発生すると共に
そのパルス幅を制御するバルス幅制御回路bと、半導体
レーザLDの出力光信号を受光してモニタ信号を出力す
るモニタ回路cと、モニタ信号を受けるボトムホールド
回路dおよびピークホールド回路eと、ボトムホールド
回路dの出力を受けて駆動回路aに対してバイアス電流
を供給するバイアス電流制御回路fと、ピークホールド
回路eの出力を受けて駆動回路aに対して変調電流を供
給する駆動電流制御回路gとから主に構成されている。As shown in the figure, this semiconductor laser drive circuit includes a drive circuit a that supplies a modulation current to the semiconductor laser LD, and a pulse width control circuit that generates an input signal to the drive circuit a and controls its pulse width. A circuit b, a monitor circuit c that receives the output optical signal of the semiconductor laser LD and outputs a monitor signal, a bottom hold circuit d and a peak hold circuit e that receive the monitor signal, and is driven by receiving the output of the bottom hold circuit d. It mainly consists of a bias current control circuit f that supplies a bias current to the circuit a, and a drive current control circuit g that receives the output of the peak hold circuit e and supplies a modulation current to the drive circuit a. .
【0023】駆動回路aにおいて、エミッタを共通接続
された1対のトランジスタQ1 およびQ2 と、トラ
ンジスタQ1 に負荷として接続された半導体レーザL
Dとによって構成されている。In the drive circuit a, a pair of transistors Q1 and Q2 whose emitters are connected in common, and a semiconductor laser L connected as a load to the transistor Q1.
It is composed of D.
【0024】また、パルス幅調整回路bは、その正相入
力に入力されたDATA信号から、互いに相補的な入力
信号を発生するオペアンプIC1 を備えている。オペ
アンプIC1 が出力する1対の相補的な信号は、トラ
ンジスタQ1 およびQ2 のベースに入力信号として
印加される。また、オペアンプIC1 の逆相入力には
、トランジスタQ3 により規定される参照電圧が印加
されている。
トランジスタQ3 は、抵抗R1 および抵抗R2 と
共に、電源電圧と接地との間に直列に接続されており、
自身のベースに印加される電圧に応じて、抵抗R1 と
トランジスタQ3 との間に発生する電圧をオペアンプ
IC1 の逆相入力に印加するように構成されている。
また、トランジスタQ3 のベースには、抵抗R3 、
抵抗R4 およびオペアンプIC2 により構成された
非反転増幅器の出力が印加されており、更に、この非反
転増幅器の入力には後述するボトムホールド回路dの出
力が接続されている。
オペアンプQ2 の逆相入力には、抵抗R4 を介して
所定の参照電圧ref.1が印加されている。The pulse width adjustment circuit b also includes an operational amplifier IC1 that generates mutually complementary input signals from the DATA signal input to its positive phase input. A pair of complementary signals output by operational amplifier IC1 are applied as input signals to the bases of transistors Q1 and Q2. Further, a reference voltage defined by the transistor Q3 is applied to the negative phase input of the operational amplifier IC1. Transistor Q3 is connected in series with resistor R1 and resistor R2 between the power supply voltage and ground,
The operational amplifier IC1 is configured to apply a voltage generated between the resistor R1 and the transistor Q3 to the negative phase input of the operational amplifier IC1 in accordance with the voltage applied to its base. Furthermore, a resistor R3 is connected to the base of the transistor Q3.
The output of a non-inverting amplifier constituted by a resistor R4 and an operational amplifier IC2 is applied, and the output of a bottom hold circuit d, which will be described later, is connected to the input of this non-inverting amplifier. A predetermined reference voltage ref. 1 is applied.
【0025】モニタ回路cは、半導体レーザLDの出力
する光信号を受光するフォトダイオードPDと、抵抗R
5 により入力と出力とを短絡されて電流電圧変換増幅
器として動作するオペアンプIC3 により構成されて
おり、その出力は、後述するボトムホールド回路dおよ
びピークホールド回路eにそれぞれ入力される。The monitor circuit c includes a photodiode PD that receives an optical signal output from the semiconductor laser LD, and a resistor R.
The operational amplifier IC3 operates as a current-voltage conversion amplifier with its input and output short-circuited by a circuit 5, and its output is inputted to a bottom hold circuit d and a peak hold circuit e, respectively, which will be described later.
【0026】ボトムホールド回路dは、モニタ回路cの
出力するモニタ信号を正相入力に受けるオペアンプIC
4 と、オペアンプIC4 の出力にアノードを接続さ
れたダイオードD1 と、ダイオードD1のカソードと
接地とを接続するコンデンサC1 とを備えており、ダ
イオードD1 のカソードとオペアンプIC4 の逆相
入力とは短絡されている。ボトムホールド回路dは前段
の出力を受けて、フォトダイオードPDの出力するモニ
タ信号のピークに対応する値の信号を出力する。The bottom hold circuit d is an operational amplifier IC that receives the monitor signal output from the monitor circuit c at its positive phase input.
4, a diode D1 whose anode is connected to the output of the operational amplifier IC4, and a capacitor C1 that connects the cathode of the diode D1 to the ground, and the cathode of the diode D1 and the negative phase input of the operational amplifier IC4 are short-circuited. ing. The bottom hold circuit d receives the output of the previous stage and outputs a signal having a value corresponding to the peak of the monitor signal output from the photodiode PD.
【0027】第2のピークホールド回路eは、モニタ回
路cの出力するモニタ信号を正相入力に受けるオペアン
プIC5 と、オペアンプIC5 の出力にカソードを
接続されたダイオードD2 と、ダイオードD2 のア
ノードと接地とを接続するコンデンサC2 とを備えて
おり、ダイオードD2 のアノードとオペアンプIC5
の逆相入力とは短絡されている。このピークホールド
回路eは、フォトダイオードPDが出力するモニタ信号
の信号レベルが低い側のピークに対応した値の信号を出
力する。The second peak hold circuit e includes an operational amplifier IC5 which receives the monitor signal output from the monitor circuit c at its positive phase input, a diode D2 whose cathode is connected to the output of the operational amplifier IC5, and an anode of the diode D2 and ground. It is equipped with a capacitor C2 that connects the anode of the diode D2 and the operational amplifier IC5.
It is short-circuited with the negative phase input of . This peak hold circuit e outputs a signal having a value corresponding to the peak on the lower side of the signal level of the monitor signal output from the photodiode PD.
【0028】バイアス電流制御回路fは、ボトムホール
ド回路dの出力を正相入力に受けるオペアンプIC6
とオペアンプIC6 の出力をベースに受けるトランジ
スタQ4 とから構成されている。トランジスタQ4
のエミッタは抵抗R6 を介して接地に接続されており
、コレクタは、駆動回路aにおける半導体レーザLDと
トランジスタQ1との接続点に接続されている。オペア
ンプIC6 の逆相入力には、所定の参照電圧ref.
2が印加されている。The bias current control circuit f includes an operational amplifier IC6 that receives the output of the bottom hold circuit d at its positive phase input.
and a transistor Q4 whose base receives the output of the operational amplifier IC6. Transistor Q4
Its emitter is connected to ground via a resistor R6, and its collector is connected to the connection point between the semiconductor laser LD and the transistor Q1 in the drive circuit a. A predetermined reference voltage ref.
2 is applied.
【0029】駆動電流制御回路gは、ピークホールド回
路eの出力を正相入力に受けるオペアンプIC7 と、
オペアンプIC7 の出力をベースに受けるトランジス
タQ5 とから構成されている。トランジスタQ5 の
エミッタは抵抗R7 を介して接地に接続されており、
コレクタは、駆動回路aにおけるトランジスタQ1 、
Q2 のエミッタに共通に接続されている。オペアンプ
IC7 の逆相入力には、所定の参照電圧ref.3が
印加されている。The drive current control circuit g includes an operational amplifier IC7 that receives the output of the peak hold circuit e as a positive phase input;
The transistor Q5 receives the output of the operational amplifier IC7 at its base. The emitter of transistor Q5 is connected to ground via resistor R7,
The collector is the transistor Q1 in the drive circuit a,
Commonly connected to the emitter of Q2. A predetermined reference voltage ref. 3 is applied.
【0030】以上のように構成された半導体レーザ駆動
回路は、以下のように動作する。The semiconductor laser drive circuit configured as described above operates as follows.
【0031】入力端子にDATA信号が入力されると、
オペアンプIC1 によりDATA信号に対応した1対
の相補的な入力信号が発生し、トランジスタQ1 およ
びQ2 のベースにそれぞれ印加される。ここで、トラ
ンジスタQ1 に印加される入力信号が ”H” レベ
ルのとき、トランジスタQ1 は導通し、トランジスタ
Q2 は非導通状態となる。従って、半導体レーザLD
に駆動電流が流れ、半導体レーザLDは光信号を出力す
る。逆に、トランジスタQ1 に印加される入力信号が
”L” レベルのとき、トランジスタQ1 は非導通
状態となり半導体レーザLDに流れる駆動電流が遮断さ
れる。従って、半導体レーザLDは消光する。[0031] When the DATA signal is input to the input terminal,
A pair of complementary input signals corresponding to the DATA signal are generated by operational amplifier IC1 and applied to the bases of transistors Q1 and Q2, respectively. Here, when the input signal applied to the transistor Q1 is at "H" level, the transistor Q1 becomes conductive and the transistor Q2 becomes non-conductive. Therefore, the semiconductor laser LD
A driving current flows through the semiconductor laser LD, and the semiconductor laser LD outputs an optical signal. Conversely, when the input signal applied to the transistor Q1 is at the "L" level, the transistor Q1 becomes non-conductive and the drive current flowing to the semiconductor laser LD is cut off. Therefore, the semiconductor laser LD is extinguished.
【0032】モニタ回路cのフォトダイオードPDは、
半導体レーザLDが出力した光信号の一部を受光して、
受光した光信号強度に対応した電流をモニタ信号として
出力する。このモニタ信号は、抵抗R5 およびオペア
ンプIC3 により構成された電流電圧変換増幅器によ
り増幅された後、ボトムホールド回路dおよびピークホ
ールド回路eに入力される。The photodiode PD of the monitor circuit c is
Receives a part of the optical signal output by the semiconductor laser LD,
A current corresponding to the intensity of the received optical signal is output as a monitor signal. This monitor signal is amplified by a current-voltage conversion amplifier constituted by a resistor R5 and an operational amplifier IC3, and then input to a bottom hold circuit d and a peak hold circuit e.
【0033】ボトムホールド回路dは、入力された信号
のボトム値を抽出する。但し、前述のように、ボトムホ
ールド回路dから出力されるボトム値は、フォトダイオ
ードPDの出力するモニタ信号の信号レベルが低い側の
ピーク値である。ボトムホールド回路dから出力された
ボトム値は、入力信号制御回路bのオペアンプIC2
及びバイアス電流制御回路fのオペアンプIC6 に入
力される。The bottom hold circuit d extracts the bottom value of the input signal. However, as described above, the bottom value output from the bottom hold circuit d is the peak value on the side where the signal level of the monitor signal output from the photodiode PD is low. The bottom value output from the bottom hold circuit d is input to the operational amplifier IC2 of the input signal control circuit b.
and is input to the operational amplifier IC6 of the bias current control circuit f.
【0034】抵抗R3 により逆相入力と出力とを短絡
されたオペアンプIC2 は、入力されたピーク値(ボ
トム値)と比例した電圧を発生する。この電圧は、トラ
ンジスタQ3 のベースに印加されるので、オペアンプ
IC1 の逆相入力には、フォトダイオードPDの出力
するモニタ信号のボトム値の変化に反比例した電圧が印
加されることになる。The operational amplifier IC2, whose anti-phase input and output are short-circuited by the resistor R3, generates a voltage proportional to the input peak value (bottom value). Since this voltage is applied to the base of the transistor Q3, a voltage that is inversely proportional to the change in the bottom value of the monitor signal output from the photodiode PD is applied to the negative phase input of the operational amplifier IC1.
【0035】ここで、オペアンプIC1 は、その逆相
入力を参照値として、正相入力に入力されたDATA信
号から駆動回路aに対する入力信号を生成している。従
って、半導体レーザLDの出力光信号のボトム値が低下
したときは、オペアンプIC1 の逆相入力に印加され
る電圧が減少し、オペアンプIC1 の出力する入力信
号のパルス幅は大きくなる。逆に、半導体レーザLDの
出力光信号のボトム値が上昇したときは、オペアンプI
C1の逆相入力に印加される電圧が増加し、オペアンプ
IC1 の出力する入力信号のパルス幅は小さくなる。Here, the operational amplifier IC1 generates an input signal to the drive circuit a from the DATA signal input to the positive phase input, using its negative phase input as a reference value. Therefore, when the bottom value of the output optical signal of the semiconductor laser LD decreases, the voltage applied to the negative phase input of the operational amplifier IC1 decreases, and the pulse width of the input signal output from the operational amplifier IC1 increases. Conversely, when the bottom value of the output optical signal of the semiconductor laser LD increases, the operational amplifier I
The voltage applied to the negative phase input of C1 increases, and the pulse width of the input signal output from operational amplifier IC1 becomes smaller.
【0036】また、やはりボトムホールド回路dの出力
を受けるバイアス電流制御回路fのオペアンプIC6
は、正相入力に入力されたボトム値と所定の参照電圧r
ef.2 との差分に対応した電圧をトランジスタQ4
のベースに印加する。Also, the operational amplifier IC6 of the bias current control circuit f which also receives the output of the bottom hold circuit d
is the bottom value input to the positive phase input and the predetermined reference voltage r
ef. The voltage corresponding to the difference between
applied to the base of.
【0037】従って、出力光信号のボトム値が低下した
ときはバイアス電流が増加する。一方、出力光信号のボ
トム値が上昇したときはバイアス電流は減少する。以上
のような動作により、出力光信号の消光比が安定する。Therefore, when the bottom value of the output optical signal decreases, the bias current increases. On the other hand, when the bottom value of the output optical signal increases, the bias current decreases. The above operation stabilizes the extinction ratio of the output optical signal.
【0038】一方、ピークホールド回路eの出力を受け
る駆動電流制御回路gのオペアンプIC7 は、正相入
力に入力されたピーク値と所定の参照電圧ref.3
との差分に対応した電圧をトランジスタQ5 のベース
に印加する。On the other hand, the operational amplifier IC7 of the drive current control circuit g receiving the output of the peak hold circuit e receives the peak value inputted to the positive phase input and a predetermined reference voltage ref. 3
A voltage corresponding to the difference between Q5 and Q5 is applied to the base of transistor Q5.
【0039】即ち、出力光信号のピーク値が低下したと
きは変調電流が増加する。一方、出力光信号のピーク値
が上昇したときは変調電流は減少する。以上のような動
作により、出力光信号の出力光パワーが安定する。That is, when the peak value of the output optical signal decreases, the modulation current increases. On the other hand, when the peak value of the output optical signal increases, the modulation current decreases. The above operation stabilizes the output optical power of the output optical signal.
【0040】以上説明したように、本発明に係る半導体
レーザ駆動回路では、その独自の構成により、出力光信
号の出力光パワー、消光比、パルス幅の何れもが、温度
等の変化にかかわりなく安定している。As explained above, in the semiconductor laser drive circuit according to the present invention, due to its unique configuration, all of the output optical power, extinction ratio, and pulse width of the output optical signal can be maintained regardless of changes in temperature, etc. stable.
【0041】図3は、本発明に係る半導体レーザ駆動回
路の具体的な他の構成例を示す図である。尚、同図にお
いて、図2に示した半導体レーザ駆動回路と異なってい
るのは、主にパルス幅調整回路の構成であり、他の共通
の構成要素には共通の参照符号を付して説明を省略する
。FIG. 3 is a diagram showing another specific example of the configuration of the semiconductor laser drive circuit according to the present invention. In this figure, the main difference from the semiconductor laser drive circuit shown in FIG. 2 is the configuration of the pulse width adjustment circuit, and other common components are given common reference numerals and explained. omitted.
【0042】同図に示すように、この半導体レーザ駆動
回路は、パルス幅制御回路b2 の構成を除いては、図
1に示した回路と同じ構成を有している。従って、モニ
タ回路cにより出力光信号の一部をモニタして、モニタ
信号からボトムホールドdおよびピークホールド回路e
により検出したボトム値およびピーク値に基づいて、バ
イアス電流制御回路fおよび駆動電流制御回路gが、駆
動回路aのバイアス電流と駆動電流とを帰還制御する点
については、図1に示した回路と全く同じ動作を行う。As shown in the figure, this semiconductor laser drive circuit has the same configuration as the circuit shown in FIG. 1 except for the configuration of the pulse width control circuit b2. Therefore, a part of the output optical signal is monitored by the monitor circuit c, and the bottom hold circuit d and the peak hold circuit e are output from the monitor signal.
The bias current control circuit f and the drive current control circuit g feedback-control the bias current and drive current of the drive circuit a based on the bottom value and peak value detected by the circuit shown in FIG. Perform the exact same action.
【0043】一方、パルス幅調整回路b2 は独自の構
成を有しており、3つのインバータIC11、IC12
、IC13により構成された入力信号パルスを直接取り
扱う回路と、抵抗R3 により逆相入力と出力とを短絡
され、ボトム値検出回路dの出力をインバータIC13
に伝達するためのオペアンプIC2 とから主に構成さ
れている。但し、図1に示した回路のオペアンプIC2
と異なり、ここでは、ボトム検出回路dの出力はオペ
アンプIC2 の逆相入力に接続されており、オペアン
プIC2 は反転増幅器として動作する。On the other hand, the pulse width adjustment circuit b2 has a unique configuration and includes three inverters IC11 and IC12.
, a circuit that directly handles input signal pulses constituted by IC13, and the reverse phase input and output are short-circuited by resistor R3, and the output of bottom value detection circuit d is connected to inverter IC13.
It mainly consists of an operational amplifier IC2 for transmitting data to However, the operational amplifier IC2 of the circuit shown in FIG.
Unlike, here, the output of the bottom detection circuit d is connected to the anti-phase input of the operational amplifier IC2, and the operational amplifier IC2 operates as an inverting amplifier.
【0044】インバータIC11は、非反転入力と反転
入力とに、入力信号SDとその反転信号とを受けており
、反転出力と非反転出力とをそれぞれ備えている。イン
バータIC11の非反転出力はインバータIC12の非
反転入力に、インバータIC11の反転出力はインバー
タIC13の非反転入力に、それぞれ接続されている。
また、インバータIC13は、外部から供給される参照
電圧ref.0 をその反転入力に印加され、反転出力
をインバータIC12の非反転入力に接続されている。The inverter IC11 receives the input signal SD and its inverted signal at its non-inverting input and inverting input, and has an inverting output and a non-inverting output, respectively. The non-inverting output of inverter IC11 is connected to the non-inverting input of inverter IC12, and the inverting output of inverter IC11 is connected to the non-inverting input of inverter IC13. The inverter IC13 also receives a reference voltage ref. 0 is applied to its inverting input, and its inverting output is connected to the non-inverting input of inverter IC12.
【0045】従って、インバータIC11の非反転出力
とインバータIC13の反転出力とは、ノードNに形成
されたワイヤードORを介してインバータIC12の非
反転入力に接続されていることになる。インバータIC
12の反転入力には、やはり参照電圧発生回路Gから供
給されている参照電圧が印加されており、その相補的な
出力は駆動回路aのトランジスタQ1 およびQ2 の
ベースに接続されている。Therefore, the non-inverting output of inverter IC11 and the inverting output of inverter IC13 are connected to the non-inverting input of inverter IC12 via the wired OR formed at node N. Inverter IC
A reference voltage also supplied from the reference voltage generating circuit G is applied to the inverting input of No. 12, and its complementary outputs are connected to the bases of transistors Q1 and Q2 of the drive circuit a.
【0046】ここで、回路b2 は、入力されたデータ
信号SDとその反転信号とを、インバータIC11にそ
れぞれ入力する。インバータIC11の反転出力は、イ
ンバータIC13の非反転入力に入力され、インバータ
IC13の反転出力とインバータIC11の非反転出力
との論理和(ワーヤードOR)がインバータIC12の
非反転入力に入力される。インバータIC13により入
力信号SDの反転信号が参照電圧ref.0 で波形整
形され、更に反転された信号がワイヤードORにより入
力信号SDに加算されて、インバータIC12に入力さ
れる。インバータIC12の反転入力にはインバータI
C13の反転入力と同じ参照電圧が印加されており、イ
ンバータIC12は入力信号SDを参照電圧で波形整形
する。Here, the circuit b2 inputs the input data signal SD and its inverted signal to the inverter IC11. The inverted output of the inverter IC11 is input to the non-inverted input of the inverter IC13, and the logical sum (worded OR) of the inverted output of the inverter IC13 and the non-inverted output of the inverter IC11 is inputted to the non-inverted input of the inverter IC12. The inverter IC13 converts the inverted signal of the input signal SD to the reference voltage ref. 0, the inverted signal is added to the input signal SD by wired OR, and is input to the inverter IC12. Inverter I is connected to the inverting input of inverter IC12.
The same reference voltage as the inverting input of C13 is applied, and the inverter IC12 shapes the waveform of the input signal SD using the reference voltage.
【0047】従って、インバータIC12の互いに相補
的な1対の出力からの出力信号は、入力信号SDに対応
した信号が出力されるが、この出力信号波形は、入力信
号のパルス幅に、インバータIC13における遅延分が
重畳されたパルス幅を有する信号となっている。Therefore, the output signals from the pair of mutually complementary outputs of the inverter IC12 correspond to the input signal SD, but the waveform of this output signal is different from the pulse width of the input signal. The signal has a pulse width on which the delay in is superimposed.
【0048】図1に示した回路について説明したように
、ボトムホールド回路dは、フォトダイオードPDの出
力するモニタ電流の変動に反比例した電圧を出力する。
この電圧は、更に、オペアンプIC2 により反転され
てインバータIC13の非反転入力に印加される。従っ
て、ボトムホールド回路dの出力が上昇したとき、即ち
、半導体レーザLDの出力光信号の最低値が低下したと
きには、トランジスタQ3 を流れる電流が減少し、イ
ンバータIC12による遅延時間が増加し、駆動回路a
に供給される入力信号のパルス幅が広くなる。逆に、半
導体レーザLDの出力光信号の最低値が上昇したときに
は、ボトム値であるボトムホールド回路dの出力が低下
してトランジスタQ3 を流れる電流が増加する。従っ
て、インバータIC12による遅延時間が減少し、駆動
回路aに供給される入力信号のパルス幅は狭くなる。As described with respect to the circuit shown in FIG. 1, the bottom hold circuit d outputs a voltage that is inversely proportional to fluctuations in the monitor current output from the photodiode PD. This voltage is further inverted by the operational amplifier IC2 and applied to the non-inverting input of the inverter IC13. Therefore, when the output of the bottom hold circuit d increases, that is, when the lowest value of the output optical signal of the semiconductor laser LD decreases, the current flowing through the transistor Q3 decreases, the delay time due to the inverter IC12 increases, and the drive circuit a
The pulse width of the input signal supplied to the input signal becomes wider. Conversely, when the lowest value of the output optical signal of the semiconductor laser LD increases, the output of the bottom hold circuit d, which is the bottom value, decreases and the current flowing through the transistor Q3 increases. Therefore, the delay time caused by the inverter IC12 is reduced, and the pulse width of the input signal supplied to the drive circuit a is narrowed.
【0049】以上のような動作により、半導体レーザL
Dの出力する光信号のパルス幅歪を補償することができ
る。By the above-described operation, the semiconductor laser L
The pulse width distortion of the optical signal output by D can be compensated for.
【0050】[0050]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る半導
体レーザ駆動回路は、温度変動等に起因する出力光信号
の特性変動を、出力光信号の出力光パワーおよび消光比
のみならず信号波形に至るまで自動的に安定させる機能
を有している。従って、光通信の分野において動作温度
範囲の広さが要求されるような用途において、特に有利
に使用することができる。As explained above, the semiconductor laser drive circuit according to the present invention can suppress characteristic fluctuations of an output optical signal due to temperature fluctuations, etc., by adjusting not only the output optical power and extinction ratio of the output optical signal but also the signal waveform. It has a function that automatically stabilizes up to . Therefore, it can be used particularly advantageously in applications where a wide operating temperature range is required in the field of optical communications.
【0051】また、本発明に係る半導体レーザ駆動回路
の上述のような機能は、実施例において具体的に説明し
たように簡単な構成で実現することができ、実施のため
に光通信器のコストを徒に上昇させることもない。Further, the above-described functions of the semiconductor laser drive circuit according to the present invention can be realized with a simple configuration as specifically explained in the embodiments, and the cost of the optical communication device can be reduced for implementation. It is not necessary to raise the level of
【図1】本発明に係る半導体レーザ駆動回路の基本的な
構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the basic configuration of a semiconductor laser drive circuit according to the present invention.
【図2】図1に示した回路の、より具体的な構成例を示
す図である。FIG. 2 is a diagram showing a more specific configuration example of the circuit shown in FIG. 1;
【図3】図1に示した回路の、他の具体的な構成例を示
す図である。FIG. 3 is a diagram showing another specific configuration example of the circuit shown in FIG. 1;
【図4】従来の半導体レーザ駆動回路における、温度変
化に起因する出力光信号の変動を説明するための信号波
形図である。FIG. 4 is a signal waveform diagram for explaining fluctuations in an output optical signal due to temperature changes in a conventional semiconductor laser drive circuit.
Claims (1)
された電流を前記半導体レーザに供給する駆動回路を有
し、該駆動回路をバイパスして前記半導体レーザにバイ
アス電流を供給するように構成された半導体レーザ駆動
回路において、前記半導体レーザの出力光信号の一部を
受けてモニタ信号を出力する受光素子と、前記モニタ信
号の信号レベルが高い側のピークを検出するピーク値検
出回路と、前記ピーク値検出回路の出力に基づいて前記
半導体レーザに供給する変調電流を帰還制御する変調電
流制御回路と、前記モニタ信号の信号レベルが低い側の
ピークを検出するボトム値検出回路と、前記ボトム値検
出回路の出力に基づいて前記半導体レーザに供給するバ
イアス電流を帰還制御するバイアス電流制御回路と、前
記入力信号を受けて前記ボトム値検出回路の出力に基づ
いて前記変調電流のパルス幅を帰還制御するように前記
変調電流制御回路を制御するパルス幅調整回路とを備え
、前記半導体レーザが出力する光信号の光出力パワー、
消光比およびパルス幅を何れも安定せしめたことを特徴
とする半導体レーザ駆動回路。1. A semiconductor laser, and a drive circuit that supplies a current modulated in accordance with an input signal to the semiconductor laser, the drive circuit being bypassed to supply a bias current to the semiconductor laser. The semiconductor laser drive circuit configured includes a light receiving element that receives a part of the output optical signal of the semiconductor laser and outputs a monitor signal, and a peak value detection circuit that detects a peak on the higher side of the signal level of the monitor signal. , a modulation current control circuit that feedback-controls the modulation current supplied to the semiconductor laser based on the output of the peak value detection circuit; a bottom value detection circuit that detects a peak on the side where the signal level of the monitor signal is low; a bias current control circuit that feedback-controls the bias current supplied to the semiconductor laser based on the output of the bottom value detection circuit; and a bias current control circuit that receives the input signal and controls the pulse width of the modulation current based on the output of the bottom value detection circuit. a pulse width adjustment circuit that controls the modulation current control circuit so as to perform feedback control; an optical output power of an optical signal output from the semiconductor laser;
A semiconductor laser drive circuit characterized in that both the extinction ratio and pulse width are stabilized.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3032030A JPH04245688A (en) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | Semiconductor laser drive circuit |
CA002059805A CA2059805A1 (en) | 1991-01-31 | 1992-01-22 | Semiconductor laser device driving circuit |
US07/826,454 US5224112A (en) | 1991-01-31 | 1992-01-27 | Semiconductor laser device driving circuit |
DE69203619T DE69203619T2 (en) | 1991-01-31 | 1992-01-28 | Driver circuit for a semiconductor laser. |
EP92101345A EP0497270B1 (en) | 1991-01-31 | 1992-01-28 | Semiconductor laser device driving circuit |
AU10644/92A AU646921B2 (en) | 1991-01-31 | 1992-01-30 | Semiconductor laser device driving circuit |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP3032030A JPH04245688A (en) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | Semiconductor laser drive circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH04245688A true JPH04245688A (en) | 1992-09-02 |
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ID=12347473
Family Applications (1)
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JP3032030A Withdrawn JPH04245688A (en) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | Semiconductor laser drive circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH04245688A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001189468A (en) * | 2000-01-05 | 2001-07-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Optical module |
-
1991
- 1991-01-31 JP JP3032030A patent/JPH04245688A/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2001189468A (en) * | 2000-01-05 | 2001-07-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Optical module |
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