JPS62151039A - 光出力安定化方式 - Google Patents
光出力安定化方式Info
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- JPS62151039A JPS62151039A JP60290720A JP29072085A JPS62151039A JP S62151039 A JPS62151039 A JP S62151039A JP 60290720 A JP60290720 A JP 60290720A JP 29072085 A JP29072085 A JP 29072085A JP S62151039 A JPS62151039 A JP S62151039A
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- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 6
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Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、発光素子の出力光強度を安定化する光出力安
定化方式に関する。
定化方式に関する。
発光素子の中でも特に半導体レーザは温度により、注入
電流と光出力の関係が大きく変化する。
電流と光出力の関係が大きく変化する。
この電流対光出力の関係を′ｇ２図に示す。半導体レー
ザの周囲温度が低い場合は、しきい値電流工楠は低くま
た、しきい値電流以上での微分量子効率（図中の電流対
光出力特性の傾き）も高いが、周囲温度が高くなるとし
きい値電流Ｉ＋ｈ’は高くなりまた微分量子効率が下が
ってしまう。半導体レーザをパルス的に駆動し信号を伝
送する光通信システムにおいては、上記の半導体レーザ
の特性変化は大きな問題となる。この為に、半導体レー
ザの一部の光をフォトダイオードで受光し、その受光信
号により半導体レーザの光出力を安定化することが行わ
れている。そのひとつには、前記モニタ用フォトダイオ
ードの出力光電流を平均化し、その出力により半導体レ
ーザのバイアス電流を制御する方式がある。この方式に
よれば、半導体レーザの平均光出力は常に一定にするこ
とが可能となる。
ザの周囲温度が低い場合は、しきい値電流工楠は低くま
た、しきい値電流以上での微分量子効率（図中の電流対
光出力特性の傾き）も高いが、周囲温度が高くなるとし
きい値電流Ｉ＋ｈ’は高くなりまた微分量子効率が下が
ってしまう。半導体レーザをパルス的に駆動し信号を伝
送する光通信システムにおいては、上記の半導体レーザ
の特性変化は大きな問題となる。この為に、半導体レー
ザの一部の光をフォトダイオードで受光し、その受光信
号により半導体レーザの光出力を安定化することが行わ
れている。そのひとつには、前記モニタ用フォトダイオ
ードの出力光電流を平均化し、その出力により半導体レ
ーザのバイアス電流を制御する方式がある。この方式に
よれば、半導体レーザの平均光出力は常に一定にするこ
とが可能となる。
しかし、半導体レーザは第２図に示す電流対光出力特性
において微分量子効率が周囲温度により変化する為、周
囲温度が高くなると光パルスのオンオフ比が劣化してし
まう。これは、微分量子効率の温度による変化が小さい
短波長帯のＡ−ｔＧａＡｓ半導体レーザでは、大きい問
題ではないが、微分量子効率の温度による変化が大きい
長波長帯のＩｎＧαＡｓＰ半導体レーザを用いる光通信
系では大きな問題となる。
において微分量子効率が周囲温度により変化する為、周
囲温度が高くなると光パルスのオンオフ比が劣化してし
まう。これは、微分量子効率の温度による変化が小さい
短波長帯のＡ−ｔＧａＡｓ半導体レーザでは、大きい問
題ではないが、微分量子効率の温度による変化が大きい
長波長帯のＩｎＧαＡｓＰ半導体レーザを用いる光通信
系では大きな問題となる。
この光パルスのオンオフ比の劣化を避ける為に第３図に
示す光出力安定化方式がある。モニタ用フォトダイオー
ド（３４）の出力を増幅器（３５）で増幅した後その出
力の一部をオフレベル検出ｓ （３６）に入力する。オ
フレベル検出部とは、データパルスのオフ部分の光レベ
ルを検出するもので、パルス信号の最小値ホールド回路
で実現できる。このオフレベル検出部の出力でバイアス
印加部（３３）を制御して半導体レーザのバイアス電流
を制御する。
示す光出力安定化方式がある。モニタ用フォトダイオー
ド（３４）の出力を増幅器（３５）で増幅した後その出
力の一部をオフレベル検出ｓ （３６）に入力する。オ
フレベル検出部とは、データパルスのオフ部分の光レベ
ルを検出するもので、パルス信号の最小値ホールド回路
で実現できる。このオフレベル検出部の出力でバイアス
印加部（３３）を制御して半導体レーザのバイアス電流
を制御する。
一方前記増幅器の出力をクランプ回路（３７）により光
パルス列の最小値をクランプし、ピーク検出部（３８）
でピーク検出し、パルス駆動部（３２）を制御すること
により出力光パルス振幅を一定とする。
パルス列の最小値をクランプし、ピーク検出部（３８）
でピーク検出し、パルス駆動部（３２）を制御すること
により出力光パルス振幅を一定とする。
この方式を示す第３図においては、レーザ駆動パルスの
マーク率変動によって、パルス電流値が変化するが、こ
れは駆動パルスをピーク検出し、参照電圧とすることで
マーク率変動による制御誤差を小さくできる。
マーク率変動によって、パルス電流値が変化するが、こ
れは駆動パルスをピーク検出し、参照電圧とすることで
マーク率変動による制御誤差を小さくできる。
上述の方式によれば、周囲温度が上昇し半導体レーザの
しきい値電流が上昇しさらに微分量子効率が低くなって
も常に光のオンオフ比を一定とでき、パルスのスペース
時の光出力も一定とできる。
しきい値電流が上昇しさらに微分量子効率が低くなって
も常に光のオンオフ比を一定とでき、パルスのスペース
時の光出力も一定とできる。
この方式は、パルス繰り返し周波数すなわちビットレー
トが低い場合、モニタ用フォトダイオードが半導体レー
ザ出力光に十分追随でき光出力安定化が可能である。ま
たビットレートが低い時には、モニタ用フォトダイオー
ドの形状を大きくでき、半導体レーザ光を十分少けられ
第３図に示す制御ループの帰還利得を大きくとることが
可能である。しかしながらビットレートが高くなるにつ
れて、モニタ用フォトダイオードの電気容量を小さくし
て高速応答可能とする為には、形状を小さくする必要が
あり、それにつれて帰還利得が下がりてしまう。これを
補償する為に増幅器の利得を増加する必要があるが、高
利得かつ高帯域の増幅器の構成は非常に複雑となる。ま
た増幅器の雑音も増加し、制御誤差を増加してしまう。
トが低い場合、モニタ用フォトダイオードが半導体レー
ザ出力光に十分追随でき光出力安定化が可能である。ま
たビットレートが低い時には、モニタ用フォトダイオー
ドの形状を大きくでき、半導体レーザ光を十分少けられ
第３図に示す制御ループの帰還利得を大きくとることが
可能である。しかしながらビットレートが高くなるにつ
れて、モニタ用フォトダイオードの電気容量を小さくし
て高速応答可能とする為には、形状を小さくする必要が
あり、それにつれて帰還利得が下がりてしまう。これを
補償する為に増幅器の利得を増加する必要があるが、高
利得かつ高帯域の増幅器の構成は非常に複雑となる。ま
た増幅器の雑音も増加し、制御誤差を増加してしまう。
またクランプ回路、ピーク検出部及びオフレベル検出部
も高速応答性を要求され、構成が複雑となる。
も高速応答性を要求され、構成が複雑となる。
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、モニタ
用フォトダイオードの応答速度が遅くとも、高ビットレ
ートの光出力パルスを安定化できる光出力安定化方式を
提供することを目的とする。
用フォトダイオードの応答速度が遅くとも、高ビットレ
ートの光出力パルスを安定化できる光出力安定化方式を
提供することを目的とする。
本発明は、予め低周波発振器により半導体レーザのパル
ス電流を変化させ、バイアス印加部によるバイアス電流
と供に半導体レーザを駆動し、モ二タ用フォトダイオー
ドにより、前記半導体レーザの光出力の一部を受光し、
増幅器により、受光した光信号を増幅する。
ス電流を変化させ、バイアス印加部によるバイアス電流
と供に半導体レーザを駆動し、モ二タ用フォトダイオー
ドにより、前記半導体レーザの光出力の一部を受光し、
増幅器により、受光した光信号を増幅する。
増幅器の出力を積分した後第１の比較器により第１の基
準電位と比較して半導体レーザのバイアスを制御する。
準電位と比較して半導体レーザのバイアスを制御する。
前述の制御は、光パルスの平均値を常に一定とする制御
である。ま九増幅器の出力を前記低周波発振器の発振周
波数を瀘波する帯域瀘波器を通した後、振幅検出した信
号と、第２の基準電位とを第２の比較器により比較して
半導体レーザのパルス、駆動部を制御する。
である。ま九増幅器の出力を前記低周波発振器の発振周
波数を瀘波する帯域瀘波器を通した後、振幅検出した信
号と、第２の基準電位とを第２の比較器により比較して
半導体レーザのパルス、駆動部を制御する。
前述の制御は、光パルスの振幅の制御であるが、低周波
信号をパイロットとして光パルスの振幅を制御するもの
である。
信号をパイロットとして光パルスの振幅を制御するもの
である。
本発明によれば、高ビットレートの光伝送においても、
モニタ用フォトダイオードは光パルスを検出しなくてよ
く、応答速度を高くする必要がない。したがって前記フ
ォトダイオードの形状を大きくでき、帰還利得も大きく
できる。さらに増幅器及び振幅検出器は高速応答の必要
がなく構成が簡単である。
モニタ用フォトダイオードは光パルスを検出しなくてよ
く、応答速度を高くする必要がない。したがって前記フ
ォトダイオードの形状を大きくでき、帰還利得も大きく
できる。さらに増幅器及び振幅検出器は高速応答の必要
がなく構成が簡単である。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は、本発明の光出力安定化方式の一実施例である
。半導体レーザ（１１）のバイアス電流は外部から制御
できるバイアス印加部（１３）により供給する。また半
導体レーザ駆動用パルスは、パルス駆動部（１２）から
供給する。パルス駆動部は、低周波発振器（１４）によ
りパルス振幅を変化し、さらて外部からパルス振幅を変
化できるものとする。
。半導体レーザ（１１）のバイアス電流は外部から制御
できるバイアス印加部（１３）により供給する。また半
導体レーザ駆動用パルスは、パルス駆動部（１２）から
供給する。パルス駆動部は、低周波発振器（１４）によ
りパルス振幅を変化し、さらて外部からパルス振幅を変
化できるものとする。
半導体レーザの出力光の一部は、モニタ用フォトダイオ
ード（１５）により検出し、その電気信号を増幅器（１
６）により増幅する。増幅した信号の一部は積分器（１
７）により積分する。この出力は、光出力の平均値を示
し、この積分器出力と基準電位（１８）とを比較器（１
９）により比較し、この出力でバイアス印加部を制御し
て半導体レーザのバイアス直を変化する。
ード（１５）により検出し、その電気信号を増幅器（１
６）により増幅する。増幅した信号の一部は積分器（１
７）により積分する。この出力は、光出力の平均値を示
し、この積分器出力と基準電位（１８）とを比較器（１
９）により比較し、この出力でバイアス印加部を制御し
て半導体レーザのバイアス直を変化する。
一方、増幅器（１６）の出力のもう一方は、低周波発振
器（１４）の発振周波数を瀘波する帯域瀘波器（２ｏ）
を通した後、振幅検出器（２１）により低周波信号振幅
を検出する。この振幅検出器は例えば、ダイオード検波
器と積分器によって実現することができる。あるいは、
直流クランプ回路と積分器によっても実現可能である。
器（１４）の発振周波数を瀘波する帯域瀘波器（２ｏ）
を通した後、振幅検出器（２１）により低周波信号振幅
を検出する。この振幅検出器は例えば、ダイオード検波
器と積分器によって実現することができる。あるいは、
直流クランプ回路と積分器によっても実現可能である。
この振幅検出器の出力は、データ入力による光パルスの
波高値と相似となる為、特定の基準電位（２２）と比較
器（２３）によし比較し、この出力でパルス駆動部のパ
ルス電流波高値を制御することにより、光パルスの波高
値を安定化することができる。
波高値と相似となる為、特定の基準電位（２２）と比較
器（２３）によし比較し、この出力でパルス駆動部のパ
ルス電流波高値を制御することにより、光パルスの波高
値を安定化することができる。
パルス駆動部に入力するデータ信号のマーク率が一定の
場合は、前記基準電位（１８）及び（２２）は電圧源で
良い。またマーク率が変動する場合、基準電位（１８）
は、パルス駆動部の出力の一部を積分した電位とし、さ
らに基準電位（２２）は、パルス駆動部の出力の一部を
低周波発振器（１４）の周波数を瀘波する帯域瀘波器に
通した後、振幅検出した電位とすれば良い。この結果マ
ーク率変動が生１〕か場合においても安定した光パルス
を発生できる。
場合は、前記基準電位（１８）及び（２２）は電圧源で
良い。またマーク率が変動する場合、基準電位（１８）
は、パルス駆動部の出力の一部を積分した電位とし、さ
らに基準電位（２２）は、パルス駆動部の出力の一部を
低周波発振器（１４）の周波数を瀘波する帯域瀘波器に
通した後、振幅検出した電位とすれば良い。この結果マ
ーク率変動が生１〕か場合においても安定した光パルス
を発生できる。
以上の実施例ではＰＣＭ伝送における送信器光源安定化
について示したが、本方式はＰＣＭ伝送のみではなく、
パルス化アナログ伝送方式における送信器光源安定化に
も適用できるものである。
について示したが、本方式はＰＣＭ伝送のみではなく、
パルス化アナログ伝送方式における送信器光源安定化に
も適用できるものである。
第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は半導体レ
ーザの注入電流対光出力特性の温度による変化を示す図
、第３図は従来例を示す図である。 １１・・・半導体レーザ １５・・・ モニタ用フォトダイオード１６・・・増幅
器 １７・・・積分器 ２０・・・帯域瀘波器 １９．２３・・・比較器 １８．２２・・・基準電位 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 竹 花 喜久男
ーザの注入電流対光出力特性の温度による変化を示す図
、第３図は従来例を示す図である。 １１・・・半導体レーザ １５・・・ モニタ用フォトダイオード１６・・・増幅
器 １７・・・積分器 ２０・・・帯域瀘波器 １９．２３・・・比較器 １８．２２・・・基準電位 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 竹 花 喜久男
Claims (6)
- （１）発光素子と該発光素子を駆動するバイアス印加部
及び低周波発振器により前記発光素子駆動パルスの大き
さを変化するパルス駆動部と前記発光素子の出力光の一
部を受光するモニタ用受光素子と前記受光素子の出力を
増幅する増幅器とその出力の一部を積分する積分器と、
積分器の出力と第１の基準電位とを比較する第１の比較
器と、前記増幅器の出力を前記低周波発振器の発振周波
数を瀘波する帯域瀘波器とその出力信号の振幅を検出す
る振幅検出器と振幅検出器の出力と第２の基準電位とを
比較する第２の比較器からなり、第１の比較器の出力で
バイアス印加部の出力バイアス電流を制御し、第２の比
較器の出力でパルス駆動部出力パルスのパルス波高値を
制御することにより発光素子から放出する光を安定化す
ることを特徴とする光出力安定化方式。 - （２）前記低周波発振器の発振周波数は、光信号を受信
する受信器の自動利得制御回路の制御帯域内にあること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光出力安定化
方式。 - （３）前記第１及び第２の基準電位は、電源からの一定
の電圧であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の光出力安定化方式。 - （４）前記第１の基準電位は、前記パルス駆動部の出力
の一部を積分した電位とし、第２の基準電位は、前記パ
ルス駆動部の出力の一部を、前記低周波発振器の発振周
波数を瀘波する帯域瀘波器を通した後、振幅検出器によ
り振幅を検出した電位であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の光出力安定化方式。 - （５）前記振幅検出器は、検波器と積分器で構成するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光出力安定
化方式。 - （６）前記振幅検出器は、直流クランプ回路と積分器で
構成することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
光出力安定化方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60290720A JPS62151039A (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | 光出力安定化方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60290720A JPS62151039A (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | 光出力安定化方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62151039A true JPS62151039A (ja) | 1987-07-06 |
Family
ID=17759650
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60290720A Pending JPS62151039A (ja) | 1985-12-25 | 1985-12-25 | 光出力安定化方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62151039A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2689697A1 (fr) * | 1992-04-03 | 1993-10-08 | Thomson Hybrides | Circuit d'asservissement de la puissance modulée émise par le laser semiconducteur. |
| US5526164A (en) * | 1993-05-19 | 1996-06-11 | U.S. Philips Corporation | Optical transmission system comprising a laser diode |
| US5581387A (en) * | 1993-08-04 | 1996-12-03 | Fujitsu Limited | Optical data communications network with a plurality of optical transmitters and a common optical receiver connected via a passive optical network |
| JPH11127119A (ja) * | 1997-10-21 | 1999-05-11 | Kokusai Electric Co Ltd | 光伝送装置及び光伝送方法 |
-
1985
- 1985-12-25 JP JP60290720A patent/JPS62151039A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2689697A1 (fr) * | 1992-04-03 | 1993-10-08 | Thomson Hybrides | Circuit d'asservissement de la puissance modulée émise par le laser semiconducteur. |
| US5526164A (en) * | 1993-05-19 | 1996-06-11 | U.S. Philips Corporation | Optical transmission system comprising a laser diode |
| US5581387A (en) * | 1993-08-04 | 1996-12-03 | Fujitsu Limited | Optical data communications network with a plurality of optical transmitters and a common optical receiver connected via a passive optical network |
| JPH11127119A (ja) * | 1997-10-21 | 1999-05-11 | Kokusai Electric Co Ltd | 光伝送装置及び光伝送方法 |
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