JPS63184A - 半導体レ−ザfsk直接変調方式 - Google Patents
半導体レ−ザfsk直接変調方式Info
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- JPS63184A JPS63184A JP14380286A JP14380286A JPS63184A JP S63184 A JPS63184 A JP S63184A JP 14380286 A JP14380286 A JP 14380286A JP 14380286 A JP14380286 A JP 14380286A JP S63184 A JPS63184 A JP S63184A
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- fsk
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 17
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
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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
- H01S5/0687—Stabilising the frequency of the laser
-
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
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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】
〔概 要〕
半導体レーザ(以下LDという)FSK直接変調方式に
おいて、変調人力パルスの“1”に対応して駆動電流を
連続する高低の2状態に変化させ、変調人力パルスの“
0”に対応して駆動電流を中間状態に保つことによって
、3周波数のFSK変調を行うとともに、変調入力パル
スの“1”における駆動電流の高低の2状態に対応する
周波数と中間状態の周波数との周波数変化が等しくなる
ように駆動電流を制御することによって、駆PIJ電流
の平均値が常に一定になるようにして、温度変化に基づ
<LDの周波数変動を防止する。
おいて、変調人力パルスの“1”に対応して駆動電流を
連続する高低の2状態に変化させ、変調人力パルスの“
0”に対応して駆動電流を中間状態に保つことによって
、3周波数のFSK変調を行うとともに、変調入力パル
スの“1”における駆動電流の高低の2状態に対応する
周波数と中間状態の周波数との周波数変化が等しくなる
ように駆動電流を制御することによって、駆PIJ電流
の平均値が常に一定になるようにして、温度変化に基づ
<LDの周波数変動を防止する。
本発明はL’DをFSK直接変調する方式に係り、特に
LDに対する3値の駆動電流印加による変調を用いるこ
とにより、LDの周波数変動を防止するようにした半導
体レーザFSK直接変調方式に関するものである。
LDに対する3値の駆動電流印加による変調を用いるこ
とにより、LDの周波数変動を防止するようにした半導
体レーザFSK直接変調方式に関するものである。
LDに対し、入力パルスに応じて大きさが変化する駆動
電流を印加することによって、相異なる周波数の光を発
振させる、半導体レーザFSK直接変調方式は既に知ら
れている。
電流を印加することによって、相異なる周波数の光を発
振させる、半導体レーザFSK直接変調方式は既に知ら
れている。
本発明は、このような半導体レーザFSK直接変調方式
における問題点を解決して、その実用化を可能にしよう
とするものである。
における問題点を解決して、その実用化を可能にしよう
とするものである。
第6図は従来の半導体レーザFSK直接変調方式を示し
たものである。同図において、パルス信号発生回路1は
変調波形のパルスを発生して駆動回路2に供給し、駆動
回路2はこれによって第7図に示すような駆動電流を発
生して、LD3に供給する。駆動電流はLD3のしきい
値電流1 thよす大キいローレベルの電流Ibとハイ
レベルの電流1dとの間で変化するパルス波形の電流か
らなっており、LD3はこの駆動電流によって、第7図
に示すような光出力の変化を生じるが、これと同時に電
流変化に応じて媒質の屈折率の変化を生じ、これによっ
て発振波長が変化して第8図に示すような出力周波数の
変化を生じる。第8図において、fOは電流Ibに対応
する光周波数であり、f、は電流1dに対応する光周波
数である。この光はFSK変調信号として出力される。
たものである。同図において、パルス信号発生回路1は
変調波形のパルスを発生して駆動回路2に供給し、駆動
回路2はこれによって第7図に示すような駆動電流を発
生して、LD3に供給する。駆動電流はLD3のしきい
値電流1 thよす大キいローレベルの電流Ibとハイ
レベルの電流1dとの間で変化するパルス波形の電流か
らなっており、LD3はこの駆動電流によって、第7図
に示すような光出力の変化を生じるが、これと同時に電
流変化に応じて媒質の屈折率の変化を生じ、これによっ
て発振波長が変化して第8図に示すような出力周波数の
変化を生じる。第8図において、fOは電流Ibに対応
する光周波数であり、f、は電流1dに対応する光周波
数である。この光はFSK変調信号として出力される。
この場合において、LD3は無変調時には電流Ibを印
加されているが、変調時にはハイレベルの電流1dを上
のせされるため入力平均値が増加し、LD3の温度が上
昇する。これによって第7図に破線で示すようにLD3
の特性が変化して駆動電流値は相対的に低下し、従って
第8図に破線で示すように発振周波数が全体的に変化す
る。すなわち電流1b、Idに対応する光周波数to。
加されているが、変調時にはハイレベルの電流1dを上
のせされるため入力平均値が増加し、LD3の温度が上
昇する。これによって第7図に破線で示すようにLD3
の特性が変化して駆動電流値は相対的に低下し、従って
第8図に破線で示すように発振周波数が全体的に変化す
る。すなわち電流1b、Idに対応する光周波数to。
f、はそれぞれfo’、fl’ に変化する。
このような光周波数の変化が生じることは、受信側にお
けるFSX変調信号の復調を困難にするので、これを避
けるため従来第6図において4で示す温度制御系回路が
設けられている。温度制御系回路4はベルチェ素子を有
し、例えばLD3の光、出力平均値の増加を検出して、
ベルチェ素子を駆動してLD3の温度を低下させ、これ
によって第8図に示すような発振周波数の変化を防止す
るようにしている。
けるFSX変調信号の復調を困難にするので、これを避
けるため従来第6図において4で示す温度制御系回路が
設けられている。温度制御系回路4はベルチェ素子を有
し、例えばLD3の光、出力平均値の増加を検出して、
ベルチェ素子を駆動してLD3の温度を低下させ、これ
によって第8図に示すような発振周波数の変化を防止す
るようにしている。
しかしながらLD3における温度変化に基づく発振周波
数の変化の応答速度はかなり速いのに対し、温度制御系
回路4によるLD3の温度制御の応答は通常遅く、その
ため従来の半導体レーザFSK直接変調方式では、LD
3の発振周波数の変動を十分に防止することができない
という問題があった。
数の変化の応答速度はかなり速いのに対し、温度制御系
回路4によるLD3の温度制御の応答は通常遅く、その
ため従来の半導体レーザFSK直接変調方式では、LD
3の発振周波数の変動を十分に防止することができない
という問題があった。
本発明においては半導体レーザFSK直接変調方式にお
いて、第1図のようにLD(101)に対して、駆動手
段(102)と、周波数変換手段(103)と、電流制
御手段(104)とを具えることによって、このような
従来技術の問題点を解決する。
いて、第1図のようにLD(101)に対して、駆動手
段(102)と、周波数変換手段(103)と、電流制
御手段(104)とを具えることによって、このような
従来技術の問題点を解決する。
駆動手段(102)は、変調入力パルスの“1”に対応
してLD(101)に対する駆動電流を連続する高低の
2状態に変化させ、入力パルスの“0”に対応して駆動
電流を中間の電流値の状態に保って、LD(101)を
駆動する。
してLD(101)に対する駆動電流を連続する高低の
2状態に変化させ、入力パルスの“0”に対応して駆動
電流を中間の電流値の状態に保って、LD(101)を
駆動する。
周波数変換手段(103)は、LD(101)の発振出
力を変調入力の0”に対応する周波数の局部発振信号を
用いてヘテロゲイン(ホモダイン)検波して、変調入力
パルスの“1”における高低の2状憇に対応する、中間
状態からのそれぞれの周波数変化分を抽出する。
力を変調入力の0”に対応する周波数の局部発振信号を
用いてヘテロゲイン(ホモダイン)検波して、変調入力
パルスの“1”における高低の2状憇に対応する、中間
状態からのそれぞれの周波数変化分を抽出する。
電流制御手段(104)は、この両周波数変化分の値が
等しくなるように、駆動手段(102)における変調人
力パルスの“1”に対応する駆動電流の高低の電流値の
差を制御する。
等しくなるように、駆動手段(102)における変調人
力パルスの“1”に対応する駆動電流の高低の電流値の
差を制御する。
第2図は本発明の半導体レーザFSK直接変調方式にお
ける、LDの変調方式を説明するものである。同図にお
いて、Ipは駆動電流中心値、■]、Ihはそれぞれロ
ーレベルの電流とハイレベルの電流であって、1タイム
スロツトの入力信号“1”に対応して一組の正逆パルス
の電流thと11とを対にして印加し、入力信号“O”
に対応して電流Ipを印加するようにする。
ける、LDの変調方式を説明するものである。同図にお
いて、Ipは駆動電流中心値、■]、Ihはそれぞれロ
ーレベルの電流とハイレベルの電流であって、1タイム
スロツトの入力信号“1”に対応して一組の正逆パルス
の電流thと11とを対にして印加し、入力信号“O”
に対応して電流Ipを印加するようにする。
これによってLDは、第3図に示すように電流Ih、I
p、In!に対応して、それぞれ周波数r11f21.
f3の光を発生する。この場合、中心周波数f2から低
い周波数f、に至る周波数変化ff1(rz ft)と
、中心周波数f2から高い周波数f3に至る周波数変化
ff1(f3 fz)とは、それぞれ駆動電流中心値i
pからハイレベルの電流1hに至る電流変化量(Ih−
Ip)および駆動電流中心値1pからローレベルの電流
IJに至る電流変化量(Ip−11)と比例関係にある
ことが知られている。そこで周波数変化ff1(fz−
ft)と(f3−fz)とを検出して、両者が等しくな
るように制御を行う。これによって、電流変化量(Ih
−1p)と(Ip−14りとが等しくなるので、LDに
対する入力電流平均値は変調を行っても変化しないこと
になる。従ってLDには変調時でも温度変化を生じない
ので、従来技術のような変調時の周波数変動は防止され
、温度制御によって変調時の周波数変化を防止する必要
がない。
p、In!に対応して、それぞれ周波数r11f21.
f3の光を発生する。この場合、中心周波数f2から低
い周波数f、に至る周波数変化ff1(rz ft)と
、中心周波数f2から高い周波数f3に至る周波数変化
ff1(f3 fz)とは、それぞれ駆動電流中心値i
pからハイレベルの電流1hに至る電流変化量(Ih−
Ip)および駆動電流中心値1pからローレベルの電流
IJに至る電流変化量(Ip−11)と比例関係にある
ことが知られている。そこで周波数変化ff1(fz−
ft)と(f3−fz)とを検出して、両者が等しくな
るように制御を行う。これによって、電流変化量(Ih
−1p)と(Ip−14りとが等しくなるので、LDに
対する入力電流平均値は変調を行っても変化しないこと
になる。従ってLDには変調時でも温度変化を生じない
ので、従来技術のような変調時の周波数変動は防止され
、温度制御によって変調時の周波数変化を防止する必要
がない。
第4図は本発明の半導体レーザFSK直接変調方式の一
実施例の回路構成を示したものである。
実施例の回路構成を示したものである。
同図において第6図におけると同じ部分は同じ番号で示
されており、5は2値信号入力を3値信号に変換するコ
ーグ、6はハーフミラ−17は局部光発振器、8は光検
出器(PD) 、9は周波数弁別器回路、10.11は
ローパスフィルタ、12は遅延回路(τ)、13は混合
器、14はスペクトラムアナライザである。
されており、5は2値信号入力を3値信号に変換するコ
ーグ、6はハーフミラ−17は局部光発振器、8は光検
出器(PD) 、9は周波数弁別器回路、10.11は
ローパスフィルタ、12は遅延回路(τ)、13は混合
器、14はスペクトラムアナライザである。
パルス信号発生器1のパルス信号(2値)は、コーグ5
において3値信号に変換されて駆動回路3に加えられる
。駆動回路3はこれによって第2図に示すような駆動電
流を発生してLD3に印加し、LD3はこれによって第
3図に示すような3周波数からなる光出力を発生する。
において3値信号に変換されて駆動回路3に加えられる
。駆動回路3はこれによって第2図に示すような駆動電
流を発生してLD3に印加し、LD3はこれによって第
3図に示すような3周波数からなる光出力を発生する。
温度制御系回路4は、光出力の平均値に応じてLD3の
周波数安定化を行うことは、従来と同様である。
周波数安定化を行うことは、従来と同様である。
LD3の光出力は、ハーフミラ−6において局部光発振
器7の局部発振光と混合され、光検出器(PD)8にお
いて差周波整の成分に対応する電気信号出力を発生する
。周波数弁別器回路9はPD8の出力を所定の周波数弁
別特性によって周波数弁別して、中心周波数からのずれ
に応じた大きさと極性を有する弁別出力を発生する。局
部光発振器7は周波数弁別器回路9の弁別出力に応じて
光発振周波数を変化し、これによってその光発振周波数
をLD3の入力パルスの“0”に対応する駆動電流時の
発振周波数(rz)に保つ。従ってPD8の出力として
、入力パルスの“1”に対応する駆動電流時のPD3の
光出力周波数と、入力パルスの“0”に対応する周波数
(中心周波数)との差の周波数の出力、すなわち([1
−fz)の出力と(f3 fz)の出力とが得られる。
器7の局部発振光と混合され、光検出器(PD)8にお
いて差周波整の成分に対応する電気信号出力を発生する
。周波数弁別器回路9はPD8の出力を所定の周波数弁
別特性によって周波数弁別して、中心周波数からのずれ
に応じた大きさと極性を有する弁別出力を発生する。局
部光発振器7は周波数弁別器回路9の弁別出力に応じて
光発振周波数を変化し、これによってその光発振周波数
をLD3の入力パルスの“0”に対応する駆動電流時の
発振周波数(rz)に保つ。従ってPD8の出力として
、入力パルスの“1”に対応する駆動電流時のPD3の
光出力周波数と、入力パルスの“0”に対応する周波数
(中心周波数)との差の周波数の出力、すなわち([1
−fz)の出力と(f3 fz)の出力とが得られる。
ローパスフィルタ10は([2[1)の出力を通過させ
、ローパスフィルタ11は(f3−rz)の出力を通過
させる。ローパスフィルタ11の出力はさらに遅延回路
(τ) 12において、茅2図に示す“1”に対応する
駆動電流における1/2タイムスロツトに相当する時間
遅延されて、混合器13においてローパスフィルタ10
の出力と混合され、両出力の差周波数の出力を得る。こ
の出力はコーグ5に帰遷されて、コーグ5において発生
する“1゛に対応する駆動電流の、高低の変化量の差を
零に調整するように制御される。
、ローパスフィルタ11は(f3−rz)の出力を通過
させる。ローパスフィルタ11の出力はさらに遅延回路
(τ) 12において、茅2図に示す“1”に対応する
駆動電流における1/2タイムスロツトに相当する時間
遅延されて、混合器13においてローパスフィルタ10
の出力と混合され、両出力の差周波数の出力を得る。こ
の出力はコーグ5に帰遷されて、コーグ5において発生
する“1゛に対応する駆動電流の、高低の変化量の差を
零に調整するように制御される。
このように−巡の帰還制御が行われたとき、駆動回路2
からLD3に供給される駆動電流は、大力パルスの“l
”に対応する駆動電流の高低の変化が、入力パルスの“
0”に対応するレベルを中心として対称に生じるように
なり、従って駆動電流の平均値は変調が行われても変化
しない。混合器13の出力はスペクトラムアナライザ1
4に加えられて、その周波数スペクトラムを監視される
。第5図はスペクトラムアナライザ14ににおける、周
波数f2の成分の出力1象(1)と、周波数(r3−r
2)の出力像(2)および周波数(f2 f+)の出
力像(3)とを例示し、出力像(2)と出力像(3)と
が合致するように制御が行われたとき、駆動回路2にお
ける駆動電流が上述の所望状態になったことが示される
。
からLD3に供給される駆動電流は、大力パルスの“l
”に対応する駆動電流の高低の変化が、入力パルスの“
0”に対応するレベルを中心として対称に生じるように
なり、従って駆動電流の平均値は変調が行われても変化
しない。混合器13の出力はスペクトラムアナライザ1
4に加えられて、その周波数スペクトラムを監視される
。第5図はスペクトラムアナライザ14ににおける、周
波数f2の成分の出力1象(1)と、周波数(r3−r
2)の出力像(2)および周波数(f2 f+)の出
力像(3)とを例示し、出力像(2)と出力像(3)と
が合致するように制御が行われたとき、駆動回路2にお
ける駆動電流が上述の所望状態になったことが示される
。
このように本発明の半導体レーザFSK直接変調方式で
は、LDの直接変調を行っても、LDに対する駆動電流
の平均値は常に一定であり、従ってLDの温度変化に基
づく光発振周波数の変化を防止することができる。
は、LDの直接変調を行っても、LDに対する駆動電流
の平均値は常に一定であり、従ってLDの温度変化に基
づく光発振周波数の変化を防止することができる。
以上説明したように本発明によれば、半導体レーザFS
K直接変調方式において、変調時においてもLDに温度
変化を生じないので、温度変化に基づ(LDの周波数変
動がないので、受信側におけるFSX変調信号復調困難
の問題を生じないとともに、温度制御によって変調時の
周波数変化を防止する必要がないので、LDの温度制御
装置に対する負担が軽減される。
K直接変調方式において、変調時においてもLDに温度
変化を生じないので、温度変化に基づ(LDの周波数変
動がないので、受信側におけるFSX変調信号復調困難
の問題を生じないとともに、温度制御によって変調時の
周波数変化を防止する必要がないので、LDの温度制御
装置に対する負担が軽減される。
第1図は本発明の原理的構成を示す図、第2図は本発明
方式における変調方法を説明する図、 第3図は本発明方式における変調時の周波数変化を説明
する図、 第4図は本発明方式の一実施例の回路構成を示す図、 第5図は本発明方式の変調信号のへテロゲイン(ホモダ
イン)検波出力を示す図、 第6図は従来の半導体レーザFSK直接変調方式を示す
図、 第7図は従来の半導体レーザFSK直接変調方式におけ
る駆動電流とLD光出力とを示す図、第8図は従来の半
導体レーザFSK直接変調方式における変調出力周波数
を示す図である。 1・−・パルス信号発生回路 2・−・駆動回路 3・−・半導体レーザダイオード(LD)4・−温度制
御系回路 5−・コーグ 6−ハーフミラ−゛ 7−・局部光発振器 8−光検出器(P D) 9−周波数弁別器回路 10、11−・−ローパスフィルタ 12−遅延回路(τ) 13−・−混合器
方式における変調方法を説明する図、 第3図は本発明方式における変調時の周波数変化を説明
する図、 第4図は本発明方式の一実施例の回路構成を示す図、 第5図は本発明方式の変調信号のへテロゲイン(ホモダ
イン)検波出力を示す図、 第6図は従来の半導体レーザFSK直接変調方式を示す
図、 第7図は従来の半導体レーザFSK直接変調方式におけ
る駆動電流とLD光出力とを示す図、第8図は従来の半
導体レーザFSK直接変調方式における変調出力周波数
を示す図である。 1・−・パルス信号発生回路 2・−・駆動回路 3・−・半導体レーザダイオード(LD)4・−温度制
御系回路 5−・コーグ 6−ハーフミラ−゛ 7−・局部光発振器 8−光検出器(P D) 9−周波数弁別器回路 10、11−・−ローパスフィルタ 12−遅延回路(τ) 13−・−混合器
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体レーザ(101)の駆動電流を入力パルスに応じ
て変調することによつて該入力パルスに対応する発振周
波数の変化を得る半導体レーザFSK直接変調方式にお
いて、 該入力パルスの“1”に対応して前記駆動電流を連続す
る高低の2状態に変化させ、入力パルスの“0”に対応
して駆動電流を中間状態に保つ駆動手段(102)と、 発振出力を周波数変換して前記高低の2状態に対応する
中間状態からのそれぞれの周波数変化分を抽出する周波
数変換手段(103)と、 該両周波数変化分の値が等しくなるように前記駆動手段
(102)における高低の電流値の差を制御する電流制
御手段(104)とを具えたことを特徴とする半導体レ
ーザFSK直接変調方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14380286A JPS63184A (ja) | 1986-06-19 | 1986-06-19 | 半導体レ−ザfsk直接変調方式 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14380286A JPS63184A (ja) | 1986-06-19 | 1986-06-19 | 半導体レ−ザfsk直接変調方式 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63184A true JPS63184A (ja) | 1988-01-05 |
Family
ID=15347318
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14380286A Pending JPS63184A (ja) | 1986-06-19 | 1986-06-19 | 半導体レ−ザfsk直接変調方式 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63184A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4526700A (en) * | 1983-11-04 | 1985-07-02 | The Procter & Gamble Company | Hypochlorite bleach compositions containing optical brighteners |
US4878951A (en) * | 1989-01-17 | 1989-11-07 | A & L Laboratories, Inc. | Low-foaming alkaline, hypochlorite cleaner |
-
1986
- 1986-06-19 JP JP14380286A patent/JPS63184A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US4878951A (en) * | 1989-01-17 | 1989-11-07 | A & L Laboratories, Inc. | Low-foaming alkaline, hypochlorite cleaner |
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