[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2744045B2 - Semiconductor laser controller - Google Patents

Semiconductor laser controller

Info

Publication number
JP2744045B2
JP2744045B2 JP1024927A JP2492789A JP2744045B2 JP 2744045 B2 JP2744045 B2 JP 2744045B2 JP 1024927 A JP1024927 A JP 1024927A JP 2492789 A JP2492789 A JP 2492789A JP 2744045 B2 JP2744045 B2 JP 2744045B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor laser
current
light
command signal
emission level
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1024927A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH02205088A (en
Inventor
秀利 江間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP1024927A priority Critical patent/JP2744045B2/en
Priority to US07/446,583 priority patent/US5036519A/en
Priority to DE3940205A priority patent/DE3940205B4/en
Publication of JPH02205088A publication Critical patent/JPH02205088A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2744045B2 publication Critical patent/JP2744045B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Head (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はレーザプリンタ,光ディスク装置,光通信装
置等で光源として用いられる半導体レーザの光出力を制
御する半導体レーザ制御装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor laser control device for controlling a light output of a semiconductor laser used as a light source in a laser printer, an optical disk device, an optical communication device and the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

半導体レーザは極めて小型であって、かつ駆動電流に
より高速に直接変調を行うことができるので、近年光デ
ィスク装置,レーザプリンタ等の光源として広く使用さ
れている。
2. Description of the Related Art Semiconductor lasers are extremely small and can be directly modulated at high speed by a drive current. Therefore, semiconductor lasers have recently been widely used as light sources for optical disk devices, laser printers and the like.

しかしながら、半導体レーザの駆動電流・光出力特性
は温度により著しく変化し、これは半導体レーザの光強
度を所望の値に設定しようとする場合に問題となる。こ
の問題を解決して半導体レーザの利点を活かす為にさま
ざまなAPC(Automatic Power Control)回路が提案され
ている。
However, the drive current / light output characteristics of the semiconductor laser vary significantly with temperature, which is a problem when the light intensity of the semiconductor laser is set to a desired value. Various APC (Automatic Power Control) circuits have been proposed to solve this problem and utilize the advantages of semiconductor lasers.

このAPC回路は次の3つの方式に分けられる。 This APC circuit is divided into the following three systems.

(1)半導体レーザの光出力を受光素子によりモニター
し、この受光素子に発生する受光電流(半導体レーザの
光出力に比例する)に比例する信号と,発光レベル指令
信号とが等しくなるように常時半導体レーザの順方向電
流を制御する光・電気負帰還ループを設け、この光・電
気負帰還ループにより半導体レーザの光出力を所望の値
に制御する方式。
(1) The light output of a semiconductor laser is monitored by a light receiving element, and a signal proportional to a light receiving current (proportional to the light output of the semiconductor laser) generated in the light receiving element is always set to be equal to a light emission level command signal. A method in which an optical / electrical negative feedback loop for controlling a forward current of a semiconductor laser is provided, and the optical output of the semiconductor laser is controlled to a desired value by the optical / electrical negative feedback loop.

(2)パワー設定期間には半導体レーザの光出力を受光
素子によりモニターしてこの受光素子に発生する受光電
流(半導体レーザの光出力に比例する)に比例する信号
と,発光レベル指令信号とが等しくなるように半導体レ
ーザの順方向電流を制御し、パワー設定期間外にはパワ
ー設定期間で設定した半導体レーザの順方向電流の値を
保持することによって半導体レーザの光出力を所望の値
に制御する。そしてパワー設定期間外にはパワー設定期
間で設定した半導体レーザの順方向電流の値を基準とし
て半導体レーザの順方向電流を情報で変調することによ
り半導体レーザの光出力に情報を載せる方式。
(2) During the power setting period, the light output of the semiconductor laser is monitored by the light receiving element, and a signal proportional to a light receiving current (proportional to the light output of the semiconductor laser) generated in the light receiving element and a light emission level command signal are output. The forward current of the semiconductor laser is controlled to be equal, and the optical output of the semiconductor laser is controlled to a desired value by holding the value of the forward current of the semiconductor laser set in the power setting period outside the power setting period. I do. Then, outside the power setting period, information is loaded on the optical output of the semiconductor laser by modulating the forward current of the semiconductor laser with the information based on the value of the forward current of the semiconductor laser set in the power setting period.

(3)半導体レーザの温度を測定し、その測定した温度
によって半導体レーザの順方向電流を制御したり、又は
半導体レーザの温度を一定になるように制御したりして
半導体レーザの光出力を所望の値に制御する方式。
(3) The temperature of the semiconductor laser is measured, and the forward current of the semiconductor laser is controlled based on the measured temperature, or the temperature of the semiconductor laser is controlled to be constant so that the optical output of the semiconductor laser is desired. Control method to the value of

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

半導体レーザの光出力を所望の値とするためには
(1)の方式が望ましいが、受光素子の動作速度,光・
電気負帰還ループを構成している増幅素子の動作速度等
の限界により制御速度に限界が生ずる。例えばこの制御
速度の目安として光・電気負帰還ループの開ループでの
交叉周波数を考慮した場合この交叉周波数をf0としたと
き半導体レーザの光出力のステップ応答特性は次のよう
に近似できる。
The method (1) is desirable in order to set the optical output of the semiconductor laser to a desired value.
The control speed is limited by the limitation of the operation speed of the amplification element constituting the electric negative feedback loop. For example the step response characteristic of the optical output of the semiconductor laser when the crossover frequency when considering the crossover frequency is f 0 in the open loop optoelectronic negative feedback loop as a measure of the control speed can be approximated as follows.

Pout=P0{1−exp(−2πf0t)} Pout:半導体レーザの光出力 P0:半導体レーザの設定された光強度 t:時間 半導体レーザの多くの使用目的では半導体レーザの光
出力を変化させた直後から、設定された時間τが経過
するまでの全光量(光出力の積分値∫Pout)が所定の値
となることが必要とされ、 となる。仮に、τ=50ns,誤差の許容範囲を0.4%とし
た場合f0>800MHZとしなければならず、これは極めて困
難である。
Pout = P 0 {1−exp (−2πf 0 t)} Pout: light output of the semiconductor laser P 0 : set light intensity of the semiconductor laser t: time In many applications of the semiconductor laser, the light output of the semiconductor laser is Immediately after the change, until the set time τ 0 elapses, it is necessary that the total light amount (integral value of light output ∫Pout) be a predetermined value, Becomes Assuming that τ 0 = 50 ns and the allowable range of error is 0.4%, f 0 > 800 MHz must be satisfied, which is extremely difficult.

また(2)の方式では(1)の方式の上記問題は発生
せず、半導体レーザを高速に変調することが可能である
ので、多く使用されている。しかしながらこの(2)の
方式では半導体レーザの光出力を常時制御しているわけ
ではないので、外乱等により容易に半導体レーザの光量
変動が生ずる。外乱としては例えば半導体レーザのドウ
ループ特性があり、半導体レーザの光量はこのドウルー
プ特性により容易に数%程度の誤差が生じてしまう。半
導体レーザのドウループ特性を抑制する試みとして、半
導体レーザの熱時定数に半導体レーザ駆動電流の周波数
特性を合わせ補償する方法などが提案されているが、半
導体レーザの熱時定数は各半導体レーザ毎に個別にバラ
ツキがあり、また半導体レーザの周囲環境により異なる
等の問題がある。
The method (2) does not have the above-mentioned problem of the method (1), and can modulate a semiconductor laser at high speed. However, since the light output of the semiconductor laser is not always controlled in the method (2), the light quantity of the semiconductor laser easily fluctuates due to disturbance or the like. The disturbance includes, for example, a droop characteristic of a semiconductor laser, and the light amount of the semiconductor laser easily causes an error of about several percent due to the droop characteristic. As an attempt to suppress the droop loop characteristic of a semiconductor laser, there has been proposed a method of compensating the thermal time constant of the semiconductor laser by adjusting the frequency characteristic of the semiconductor laser drive current.The thermal time constant of the semiconductor laser is different for each semiconductor laser. There are problems such as individual variations and differences depending on the surrounding environment of the semiconductor laser.

また光ディスク装置などにおいて問題とされる半導体
レーザの戻り光の影響による光量変動などの問題があ
る。
In addition, there is a problem such as a change in the amount of light due to the influence of the return light of the semiconductor laser, which is a problem in an optical disk device or the like.

本発明は上記欠点を改善し、高速,高精度,高分解能
な半導体レーザ制御装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a high-speed, high-precision, high-resolution semiconductor laser control device which solves the above-mentioned drawbacks.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的を達成するため、請求項1の発明は被駆動半
導体レーザの光出力を受光部により検知してこの受光部
から得られる前記半導体レーザの光出力に比例した受光
信号と発光レベル指令信号とが等しくなるように前記半
導体レーザの順方向電流を制御する光・電気負帰還ルー
プと、この光・電気負帰還ループの制御電流を検出する
検出手段と、前記半導体レーザの光出力・順方向電流特
性及び前記受光部と前記半導体レーザとの結合係数,前
記受光部の光入力・受光信号特性に基づいて前記受光信
号と前記発光レベル指令信号とが等しくなるようにあら
かじめ設定された変換規則に従い前記発光レベル指令信
号を前記半導体レーザの順方向電流に変換する変換手段
とを有し、前記光・電気負帰還ループの制御電流と,前
記変換手段により生成された電流との和または差の電流
によって前記半導体レーザを制御するようにしたもので
あり、 請求項2の発明は請求項1記載の半導体レーザ制御装
置において、前記半導体レーザの光出力を受光部により
検知してこの受光部から得られる前記半導体レーザの光
出力に比例した受光電流と,第1の発光レベル指令信号
を電流に変換した発光レベル指令信号とが等しくなるよ
うに前記半導体レーザの順方向電流を制御する第1の光
・電気負帰還ループと、前記受光電流に比例する電圧と
請求項1記載の発光レベル指令信号とが等しくなるよう
に前記第1の発光レベル指令信号を制御する第2の光・
電気負帰還ループとにより請求項1記載の光・電気負帰
還ループを構成するようにしたものであり、 請求項3の発明は請求項1記載の半導体レーザ制御装
置において、前記変換手段が前記発光レベル指令信号を
アナログ信号電圧として前記半導体レーザの光出力・順
方向電流特性を直線に近似して前記発光レベル指令信号
に比例した電流に変換するようにしたものであり、 請求項4の発明は請求項2記載の半導体レーザ制御装
置において、前記変換手段が前記発光レベル指令信号を
アナログ信号電圧として前記半導体レーザの光出力・順
方向電流特性を直線に近似して前記発光レベル指令信号
に比例した電流に変換するようにしたものであり、 請求項5の発明は請求項1記載の半導体レーザ制御装
置において、前記変換手段が前記発光レベル指令信号を
アナログ信号電圧として前記半導体レーザの光出力・順
方向電流特性を折れ線に近似して前記発光レベル指令信
号に対応した電流に変換するようにしたものであり、 請求項6の発明は請求項2記載の半導体レーザ制御装
置において、前記変換手段が前記発光レベル指令信号を
アナログ信号電圧として前記半導体レーザの光出力・順
方向電流特性を折れ線に近似して前記発光レベル指令信
号に対応した電流に変換するようにしたものであり、 請求項7の発明は請求項1記載の半導体レーザ制御装
置において、前記発光レベル指令信号をデイジタル信号
とし、前記変換手段が前記発光レベル指令信号を前記半
導体レーザの光出力・順方向電流特性に基づいて補正し
た信号に変換する変換テーブルと、この変換テーブルに
より変換された信号を前記半導体レーザの順方向電流に
変換するディジタル/アナログ変換手段とを有するよう
にしたものであり、 請求項8の発明は請求項2記載の半導体レーザ制御装
置において、前記発光レベル指令信号をデイジタル信号
とし、前記変換手段が前記発光レベル指令信号を前記半
導体レーザの光出力・順方向電流特性に基づいて補正し
た信号に変換する変換テーブルと、この変換テーブルに
より変換された信号を前記半導体レーザの順方向電流に
変換するディジタル/アナログ変換手段とを有するよう
にしたものである。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 detects a light output of a driven semiconductor laser by a light receiving unit, and receives a light receiving signal and a light emitting level command signal proportional to the light output of the semiconductor laser obtained from the light receiving unit. An optical / electrical negative feedback loop for controlling the forward current of the semiconductor laser so as to make equal, a detecting means for detecting a control current of the optical / electrical negative feedback loop, and an optical output / forward current of the semiconductor laser. The light receiving signal and the light emission level command signal are set to be equal based on the characteristics, the coupling coefficient between the light receiving unit and the semiconductor laser, and the light input / light receiving signal characteristics of the light receiving unit. Converting means for converting a light emission level command signal into a forward current of the semiconductor laser; a control current for the optical / electrical negative feedback loop; The semiconductor laser is controlled by a current that is a sum or a difference from the applied current, and the invention according to claim 2 is the semiconductor laser control device according to claim 1, wherein the light output of the semiconductor laser is received by a light receiving unit. And a light emitting level command signal obtained by converting the first light emitting level command signal into a current is made equal to a light receiving current proportional to the light output of the semiconductor laser obtained from the light receiving unit. A first optical / electrical negative feedback loop for controlling a direction current, and the first light emission level command signal is controlled so that a voltage proportional to the light receiving current is equal to the light emission level command signal according to claim 1. The second light
According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor laser control device according to the first aspect, the conversion unit includes the light emitting device. The level command signal is converted into a current proportional to the light emission level command signal by approximating a light output / forward current characteristic of the semiconductor laser as a straight line as an analog signal voltage. 3. The semiconductor laser control device according to claim 2, wherein the conversion unit approximates a light output / forward current characteristic of the semiconductor laser to a straight line by using the light emission level command signal as an analog signal voltage and is proportional to the light emission level command signal. According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor laser control device according to the first aspect, the conversion means includes a light emitting level. The command signal is converted into a current corresponding to the light emission level command signal by approximating a light output / forward current characteristic of the semiconductor laser to a polygonal line as an analog signal voltage. Item 3. The semiconductor laser control device according to Item 2, wherein the conversion means uses the light emission level command signal as an analog signal voltage and approximates the light output / forward current characteristic of the semiconductor laser to a polygonal line to obtain a current corresponding to the light emission level command signal. According to a seventh aspect of the present invention, in the semiconductor laser control device according to the first aspect, the light emission level command signal is a digital signal, and the conversion unit converts the light emission level command signal into the semiconductor laser. A conversion table for converting the signal into a signal corrected based on the optical output / forward current characteristics of the And a digital / analog converting means for converting the signal into a forward current of the semiconductor laser. The invention according to claim 8, wherein the light emission level command signal is transmitted to the semiconductor laser control device according to claim 2. A digital signal, the conversion means converts the light emission level command signal into a signal corrected based on the light output / forward current characteristics of the semiconductor laser, and converts the signal converted by the conversion table into the semiconductor signal. Digital / analog converting means for converting the current into a forward current of the laser.

〔作 用〕(Operation)

請求項1の発明では光・電気負帰還ループが半導体レ
ーザの光出力を受光部により検知してこの受光部から得
られる半導体レーザの光出力に比例した受光信号と発光
レベル指令信号とが等しくなるように半導体レーザの順
方向電流を制御し、変換手段が半導体レーザの光出力・
順方向電流特性及び前記受光部と半導体レーザとの結合
係数,前記受光部の光入力・受光信号特性に基づいてあ
らかじめ設定された変換規則に従い前記発光レベル指令
信号を前記受光信号と前記発光レベル指令信号とが等し
くなるように半導体レーザの光電流に変換する。半導体
レーザは光・電気負帰還ループの制御電流と,前記変換
手段により生成された電流との和または差の電流によっ
て制御され、前記光・電気負帰還ループの制御電流が検
出手段により検出される。
In the first aspect of the present invention, the optical / electrical negative feedback loop detects the light output of the semiconductor laser by the light receiving unit, and the light receiving signal proportional to the light output of the semiconductor laser obtained from the light receiving unit becomes equal to the light emission level command signal. Control the forward current of the semiconductor laser in such a way that the conversion means
The light emission level command signal is converted to the light reception signal and the light emission level command according to a conversion rule set in advance based on a forward current characteristic, a coupling coefficient between the light receiving unit and the semiconductor laser, and a light input / light receiving signal characteristic of the light receiving unit. The signal is converted into a photocurrent of the semiconductor laser so that the signal becomes equal. The semiconductor laser is controlled by a sum or difference current between the control current of the optical / electrical negative feedback loop and the current generated by the converter, and the control current of the optical / electrical negative feedback loop is detected by the detector. .

請求項2の発明では第1の光・電気負帰還ループが前
記半導体レーザの光出力を受光部により検知してこの受
光部から得られる前記半導体レーザの光出力に比例した
受光電流と,第1の発光レベル指令信号を電流に変換し
た発光レベル指令信号とが等しくなるように前記半導体
レーザの順方向電流を制御し、第2の光・電気負帰還ル
ープが前記受光電流に比例する電圧と請求項1記載の発
光レベル指令信号とが等しくなるように前記第1の発光
レベル指令信号を制御する。
According to the second aspect of the present invention, the first optical / electrical negative feedback loop detects the optical output of the semiconductor laser by a light receiving unit, and a light receiving current proportional to the optical output of the semiconductor laser obtained from the light receiving unit; The forward current of the semiconductor laser is controlled so that the light emission level command signal obtained by converting the light emission level command signal into a current is equal to the light emission level command signal. The first light emission level command signal is controlled so that the light emission level command signal described in the item 1 is equal.

請求項3の発明では変換手段が前記発光レベル指令信
号をアナログ信号電圧として前記半導体レーザの光出力
・順方向電流特性を直線に近似して前記発光レベル指令
信号に比例した電流に変換する。
According to a third aspect of the present invention, the conversion means converts the light emission level command signal into an analog signal voltage, approximates the light output / forward current characteristic of the semiconductor laser to a straight line, and converts the current into a current proportional to the light emission level command signal.

請求項4の発明では変換手段が前記発光レベル指令信
号をアナログ信号電圧として前記半導体レーザの光出力
・順方向電流特性を直線に近似して前記発光レベル指令
信号に比例した電流に変換する。
According to a fourth aspect of the present invention, the conversion means converts the light emission level command signal into an analog signal voltage by approximating the light output / forward current characteristic of the semiconductor laser to a straight line, and converts it into a current proportional to the light emission level command signal.

請求項5の発明では変換手段が前記発光レベル指令信
号をアナログ信号電圧として前記半導体レーザの光出力
・順方向電流特性を折れ線に近似して前記発光レベル指
令信号に対応した電流に変換する。
According to a fifth aspect of the present invention, the converting means converts the light emission level command signal into an analog signal voltage by approximating a light output / forward current characteristic of the semiconductor laser to a polygonal line to convert the current into a current corresponding to the light emission level command signal.

請求項6の発明では変換手段が前記発光レベル指令信
号をアナログ信号電圧として前記半導体レーザの光出力
・順方向電流特性を折れ線に近似して前記発光レベル指
令信号に対応した電流に変換する。
According to a sixth aspect of the present invention, the conversion means converts the light emission level command signal into an analog signal voltage by approximating a light output / forward current characteristic of the semiconductor laser to a polygonal line, and converts it into a current corresponding to the light emission level command signal.

請求項7の発明では変換手段において前記発光レベル
指令信号が変換テーブルにより前記半導体レーザの光出
力・順方向電流特性に基づいて補正した信号に変換され
てディジタル/アナログ変換手段により前記半導体レー
ザの順方向電流に変換される。
In the invention of claim 7, the light emission level command signal is converted by a conversion means into a signal corrected based on the light output / forward current characteristics of the semiconductor laser by a conversion table, and the digital / analog conversion means converts the light emission level command signal into a signal of the semiconductor laser. Direction current.

請求項8の発明でも変換手段において前記発光レベル
指令信号が変換テーブルにより前記半導体レーザの光出
力・順方向電流特性に基づいて補正した信号に変換され
てディジタル/アナログ変換器により前記半導体レーザ
の順方向電流に変換される。
Also in the invention of claim 8, the light emission level command signal is converted by a conversion table into a signal corrected based on the light output / forward current characteristics of the semiconductor laser by a conversion table, and the digital / analog converter converts the light emission level command signal into a signal of the semiconductor laser. Direction current.

〔実施例〕〔Example〕

第2図は発明の一実施例を示す。 FIG. 2 shows an embodiment of the invention.

発光レベル指令信号は比較増幅器1及び電流変換器2
に入力され、被駆動半導体レーザ3の光出力の一部が受
光素子4によりモニターされる。比較増幅器1と半導体
レーザ3,受光素子4、差動増幅器9は光・電気負帰還ル
ープを形成し、比較増幅器1は受光素子4に誘起された
光起電流(半導体レーザ3の光出力に比例する)に比例
する受光信号と発光レベル指令信号とを比較してその結
果により、トランジスタ5,6、電流源7及び電圧源8か
らなる差動増幅器9を介して半導体レーザ3の順方向電
流を受光信号と発光レベル指令信号とが等しくなるよう
に制御する。また電流変換器2は前記受光信号と発光レ
ベル指令信号とが等しくなるように発光レベル指令信号
に従って予め設定された電流(半導体レーザ3の光出力
・順方向電流特性及び受光素子4と半導体レーザ3との
結合係数,受光素子3の光入力・受光信号特性に基づい
て予め設定された電流)電流を出力する。この電流変換
器2の出力電流と,比較増幅器1より差動増幅器9を介
して出力される制御電流との和の電流が半導体レーザ3
の順方向電流となる。
The light emission level command signal is supplied to the comparison amplifier 1 and the current converter 2
And a part of the optical output of the driven semiconductor laser 3 is monitored by the light receiving element 4. The comparison amplifier 1, the semiconductor laser 3, the light receiving element 4, and the differential amplifier 9 form an optical / electrical negative feedback loop, and the comparison amplifier 1 generates a photovoltaic current induced in the light receiving element 4 (proportional to the optical output of the semiconductor laser 3). And a light-emission level command signal, and the result is used to determine the forward current of the semiconductor laser 3 via the differential amplifier 9 including the transistors 5 and 6, the current source 7 and the voltage source 8. Control is performed so that the light reception signal and the light emission level command signal are equal. Also, the current converter 2 sets a current (light output / forward current characteristic of the semiconductor laser 3 and the light-receiving element 4 and the semiconductor laser 3) in accordance with the light-emitting level command signal so that the light-receiving signal and the light-emitting level command signal become equal. And a current which is set in advance based on the coupling coefficient of the light receiving element 3 and the light input / light receiving signal characteristics of the light receiving element 3. The sum of the output current of the current converter 2 and the control current output from the comparison amplifier 1 via the differential amplifier 9 is the current of the semiconductor laser 3.
Of the forward current.

ここで、前記光・電気負帰還ループの開ループでの交
叉周波数をf0とし、DCゲインを10000とした場合、半導
体レーザ3の光出力Poutのステップ応答特性は次のよう
に近似できる。
Here, the crossover frequency of the open loop of the optical and electrical negative feedback loop and f 0, if set to 10000 DC gain, step response characteristics of the optical output Pout of the semiconductor laser 3 can be approximated as follows.

Pout=PL+(PS−PL)exp(−2πf0t) PL:t=∞における光出力 PS:電流変換器2により設定された光量 光・電気負帰還ループの開ループでのDCゲインを1000
0としているので、設定誤差の許容範囲を0.1%以下とし
た場合には、PLは設定した光量に等しいと考えられ
る。
Pout = PL + (PS−PL) exp (−2πf 0 t) PL: Light output at t = ∞ PS: Light amount set by current converter 2 DC gain in open loop of light / electric negative feedback loop is 1000
Since it is set to 0, if the allowable range of the setting error is set to 0.1% or less, it is considered that PL is equal to the set light amount.

したがって、仮に電流変換器2により設定された光量
PSがPLに等しければ、瞬時に半導体レーザ3の光出力
がPLに等しくなる。すなわち、抵抗10に流れる電流は
変化しないので、比較増幅器1の出力が変化しない。し
かしながら、外乱等によりPSが変動した場合には、電
流変換器2による過不足の電流を比較増幅器1により半
導体レーザ3の順方向に流す。この電流値は、抵抗10を
流れる電流を,電流源7により設定された電流から引い
た電流となる。したがって、抵抗10の両端間電圧を測定
することにより、電流変換器2の変換誤差に相当する電
流値を検出することができる。
Therefore, if the light amount PS set by the current converter 2 is equal to PL, the light output of the semiconductor laser 3 instantaneously becomes equal to PL. That is, since the current flowing through the resistor 10 does not change, the output of the comparison amplifier 1 does not change. However, when PS varies due to disturbance or the like, the excess or deficiency current by the current converter 2 is caused to flow in the forward direction of the semiconductor laser 3 by the comparison amplifier 1. This current value is a current obtained by subtracting the current flowing through the resistor 10 from the current set by the current source 7. Therefore, by measuring the voltage between both ends of the resistor 10, the current value corresponding to the conversion error of the current converter 2 can be detected.

また、この実施例では電流変換器2の出力電流を光・
電気負帰還ループの制御電流に加算する構成であるが、
半導体レーザ3と並列に電流変換器2を接続する構成と
すれば電流変換器2の出力電流と光・電気負帰還ループ
の制御電流との差の電流により半導体レーザ3を制御す
る構成が実現できる。
In this embodiment, the output current of the current converter 2 is
It is a configuration that adds to the control current of the electric negative feedback loop,
With the configuration in which the current converter 2 is connected in parallel with the semiconductor laser 3, a configuration in which the semiconductor laser 3 is controlled by the difference between the output current of the current converter 2 and the control current of the optical / electrical negative feedback loop can be realized. .

このようにこの実施例によれば高速,高精度,高分解
能な半導体レーザ制御装置が実現できる。
Thus, according to this embodiment, a high-speed, high-precision, high-resolution semiconductor laser control device can be realized.

第1図は本発明の他の実施例を示す。 FIG. 1 shows another embodiment of the present invention.

この実施例は上記実施例において、電源Vcc,Vssを逆
にしたものであり、トランジスタ5,6はNPN型のものが用
いられる。また抵抗10の両端間電圧が差動増幅器11を介
して取り出される。
In this embodiment, the power supplies Vcc and Vss are reversed in the above embodiment, and NPN transistors 5 and 6 are used. Further, the voltage between both ends of the resistor 10 is taken out via the differential amplifier 11.

第3図は本発明の別の実施例を示す。 FIG. 3 shows another embodiment of the present invention.

この実施例は上記第1図の実施例において、差動増幅
器9を省略し、比較増幅器2の出力電流を抵抗10を介し
て半導体レーザ3に供給するようにしたものである。
This embodiment differs from the embodiment shown in FIG. 1 in that the differential amplifier 9 is omitted and the output current of the comparison amplifier 2 is supplied to the semiconductor laser 3 via a resistor 10.

第4図は発明の他の実施例を示す。 FIG. 4 shows another embodiment of the invention.

発光レベル指令信号は比較増幅器12及び電流変換器2
に入力され、被駆動半導体レーザ3の光出力の一部が受
光素子4によりモニターされる。受光素子4に誘起され
た光起電流(半導体レーザ3の光出力に比例する)Isの
周波数の高い成分は容量Cに流れてインピーダンス変換
器13に入力され、光起電流Isの周波数の低い成分は抵抗
Rに流れて電圧に変換される。この抵抗Rに発生した電
圧は比較増幅器12と電圧・電流変換器14に入力され、電
圧・電流変換器14が抵抗Rに発生した電圧を電流に変換
する。この電圧・電流変換器14の出力電流はインピーダ
ンス変換器13の出力電流と加算器15で加算され、受光素
子4に発生した光起電流Isと等しい電流I0となる。一
方、比較増幅器12は抵抗Rに発生した電圧と発光レベル
指令信号とを比較してその差電圧を増幅し、この比較増
幅器12の出力電圧が電圧・電流変換器16により電流に変
換されて第1の発光レベル指令信号電流ILとなる。減算
器17は電圧・電流変換器16からの第1の発光レベル指令
信号電流ILより加算器15からの電流I0を減算してその差
分電流を出力し、この差分電流が電流増幅器18により増
幅されて差動増幅器9を介して半導体レーザ3の制御電
流として出力される。したがって、受光素子4,容量C,抵
抗R,インピーダンス変換器13,電圧・電流変換器14,加算
器15,減算器17,電流増幅器18、差動増幅器9は半導体レ
ーザ3の光出力に比例する受光素子4の光起電流Isと電
圧・電流変換器16からの第1の発光レベル指令信号電流
ILとが等しくなるように半導体レーザ3の順方向電流を
制御する第1の光・電気負帰還ループを構成し、比較増
幅器12,電圧・電流変換器16は受光素子4の光起電流Is
に比例する電圧と外部からの第2の発光レベル指令信号
とが等しくなるように第1の発光レベル指令信号電流IL
を制御する第2の光・電気負帰還ループを構成する。
The light emission level command signal is supplied to the comparison amplifier 12 and the current converter 2
And a part of the optical output of the driven semiconductor laser 3 is monitored by the light receiving element 4. The high frequency component of the photovoltaic current Is (which is proportional to the optical output of the semiconductor laser 3) induced in the light receiving element 4 flows into the capacitor C and is input to the impedance converter 13, and the low frequency component of the photovoltaic current Is Flows through the resistor R and is converted into a voltage. The voltage generated at the resistor R is input to the comparison amplifier 12 and the voltage / current converter 14, and the voltage / current converter 14 converts the voltage generated at the resistor R into a current. The output current of the voltage-current converter 14 are added by the output current and the adder 15 of the impedance converter 13, a current I 0 equal to the photovoltaic current Is generated in the light receiving element 4. On the other hand, the comparison amplifier 12 compares the voltage generated at the resistor R with the light emission level command signal and amplifies the difference voltage, and the output voltage of the comparison amplifier 12 is converted to a current by the voltage / current converter 16 and The light emission level command signal current becomes 1. The subtractor 17 subtracts the current I 0 from the adder 15 from the first light emission level command signal current IL from the voltage / current converter 16 and outputs the difference current, and the difference current is amplified by the current amplifier 18. Then, it is output as a control current of the semiconductor laser 3 via the differential amplifier 9. Accordingly, the light receiving element 4, the capacitance C, the resistance R, the impedance converter 13, the voltage / current converter 14, the adder 15, the subtractor 17, the current amplifier 18, and the differential amplifier 9 are proportional to the optical output of the semiconductor laser 3. Photoelectromotive current Is of light receiving element 4 and first light emission level command signal current from voltage / current converter 16
A first optical / electrical negative feedback loop for controlling the forward current of the semiconductor laser 3 so that IL becomes equal to the reference current is formed. The comparison amplifier 12 and the voltage / current converter 16 are provided with a photoelectromotive current Is of the light receiving element 4.
The first light emission level command signal current IL so that the voltage proportional to the second light emission level command signal and the external second light emission level command signal become equal.
Is configured as a second optical / electrical negative feedback loop for controlling

また電流変換器2及び差動増幅器9、抵抗10、差動増
幅器11は上記実施例のものと同様に動作し、電流変換器
2の出力電流と,差動増幅器9により出力される制御電
流との和が半導体レーザ3の順方向電流となる。
The current converter 2, the differential amplifier 9, the resistor 10, and the differential amplifier 11 operate in the same manner as in the above embodiment, and the output current of the current converter 2 and the control current output by the differential amplifier 9 Is the forward current of the semiconductor laser 3.

ここで、前記第1の光・電気負帰還ループの開ループ
での交叉周波数をf0とし、DCゲインを30とするととも
に、前記第2の光・電気負帰還ループのDCゲインを1000
0とした場合、半導体レーザ3の光出力Poutのステップ
応答特性は次のように近似できる。
Here, the crossover frequency of the open loop of the first optoelectronic negative feedback loop and f 0, with the 30 DC gain, 1000 DC gain of the second optical-electrical negative feedback loop
When 0, the step response characteristic of the optical output Pout of the semiconductor laser 3 can be approximated as follows.

Pout=PL+(PS−PL)exp(−2πf0t) 第2の光・電気負帰還ループのDCゲインを10000とし
ているので、設定誤差の許容範囲を0.1%以下とした場
合には、PLは設定した光量に等しいと考えられる。ま
た第1の光・電気負帰還ループのDCゲインを30としてい
るので、第1の光・電気負帰還ループでの定常誤差は
(PS−PL)/30程度となる。したがって、仮に電流変換
器2により設定される光量PSがPLに等しければ、瞬時に
半導体レーザ3の光出力はPLに等しくなり、この場合に
はPout=PLであるので、比較増幅器12の出力は変化し
ない。すなわち、抵抗10に流れる電流値は変化しないの
で、抵抗10の両端間電圧は変化しない。しかしながら、
外乱等によりPSが変動した場合には、電流変換器2に
よる過不足の電流を比較増幅器12により半導体レーザ3
の順方向に流す。この電流値は、抵抗10を流れる電流
を,電流源7により設定された電流から引いた値とな
る。したがって、抵抗10の両端間電圧を測定することに
より、電流変換器2の変換誤差に相当する電流値を検出
することができる。
Pout = PL + (PS−PL) exp (−2πf 0 t) Since the DC gain of the second optical / electrical negative feedback loop is 10,000, if the allowable range of the setting error is 0.1% or less, PL is It is considered to be equal to the set light amount. Further, since the DC gain of the first optical / electrical negative feedback loop is set to 30, the steady-state error in the first optical / electrical negative feedback loop is about (PS-PL) / 30. Therefore, if the light amount PS set by the current converter 2 is equal to PL, the light output of the semiconductor laser 3 instantaneously becomes equal to PL. In this case, Pout = PL, so that the output of the comparison amplifier 12 becomes It does not change. That is, since the value of the current flowing through the resistor 10 does not change, the voltage between both ends of the resistor 10 does not change. However,
If Ps fluctuates due to disturbance or the like, the excess or deficiency current by the current converter 2 is compared with the semiconductor laser 3 by the comparison amplifier 12.
Flow in the forward direction. This current value is a value obtained by subtracting the current flowing through the resistor 10 from the current set by the current source 7. Therefore, by measuring the voltage between both ends of the resistor 10, the current value corresponding to the conversion error of the current converter 2 can be detected.

また、外乱等によりPSが5%変動したとしても第1の
光・電気負帰還ループの定常誤差が0.2%程度となるの
で、f0=40MHZ程度でかつ第1の光・電気負帰還ループ
のDCゲインが30程度あれば、10ns後には半導体レーザ3
の光出力は設定値に対する誤差が0.4%以下になる。
Further, even if the PS fluctuates by 5% due to disturbance or the like, the steady-state error of the first optical / electrical negative feedback loop is about 0.2%, so that f 0 = about 40 MHz and the first optical / electrical negative feedback loop If the DC gain is about 30, the semiconductor laser 3
In the light output of, the error with respect to the set value becomes 0.4% or less.

また半導体レーザ3の光出力を変化させた直後から設
定された時間τが経過するまでの全光量(光出力の積
分値∫Pout)の誤差が0.4%以下になるための光・電気
負帰還ループの交差周波数は、τ=50nsとした場合40
MHZ以上であればよく、また光・電気負帰還ループのDC
ゲインは30倍程度あればよく、この程度の交差周波数及
びDCゲインならば容易に実現できる。
In addition, the optical / electrical negative feedback for the error of the total light amount (integral value of optical output ∫Pout) to become 0.4% or less from immediately after changing the optical output of the semiconductor laser 3 until the set time τ 0 elapses. The crossover frequency of the loop is 40 when τ 0 = 50 ns
MHZ or higher, and DC of the optical / electrical negative feedback loop
The gain only needs to be about 30 times, and if the crossover frequency and the DC gain are at such a level, it can be easily realized.

第5図は本発明の他の実施例を示す。 FIG. 5 shows another embodiment of the present invention.

この実施例は上記第4図の実施例において、第2の発
光レベル指令信号の代りに比較増幅器12の出力電圧を電
流変換器19に入力するようにしたものであり、電流変換
器19は前記受光信号と発光レベル指令信号とが等しくな
るように比較増幅器12の出力電圧に従って予め設定され
た電流(半導体レーザ3の光出力・順方向電流特性及び
受光素子4と半導体レーザ3との結合係数,受光素子3
の光入力・受光信号特性に基づいて設定された電流)を
出力する。すなわち、電流変換器19は発光レベル指令信
号の周波数の高い成分に関しては加算器15からの電流I0
と第1の発光レベル指令信号電流ILとが等しくなるよう
に比較増幅器12の出力電圧に従いあらかじめ設定された
電流(半導体レーザ3の光出力・順方向電流特性及び受
光素子4と半導体レーザ3との結合係数,受光素子3の
光入力・受光信号特性に基づいて予め設定された電流)
を出力し、第2の発光レベル指令信号の周波数の低い成
分に関しては抵抗Rの両端間電圧と第1の発光レベル指
令信号とが等しくなるように比較増幅器12の出力電圧に
従いあらかじめ設定された電流(半導体レーザ3の光出
力・順方向電流特性及び受光素子4と半導体レーザ3と
の結合係数,受光素子3の光入力・受光信号特性に基づ
いて予め設定された電流)を出力する。
This embodiment differs from the embodiment shown in FIG. 4 in that the output voltage of the comparison amplifier 12 is input to the current converter 19 instead of the second light emission level command signal. A current (light output / forward current characteristic of the semiconductor laser 3 and a coupling coefficient between the light receiving element 4 and the semiconductor laser 3) preset according to the output voltage of the comparison amplifier 12 so that the light receiving signal and the light emission level command signal become equal. Light receiving element 3
(A current set based on the light input / light receiving signal characteristics). That is, the current converter 19 outputs the current I 0 from the adder 15 for the high frequency component of the light emission level command signal.
And the first light emission level command signal current IL are equalized in accordance with the output voltage of the comparison amplifier 12 (the light output / forward current characteristic of the semiconductor laser 3 and the current between the light receiving element 4 and the semiconductor laser 3). A current preset based on the coupling coefficient and the light input / light receiving signal characteristics of the light receiving element 3)
And a current set in advance according to the output voltage of the comparison amplifier 12 so that the voltage between both ends of the resistor R and the first light emission level command signal become equal for the low frequency component of the second light emission level command signal. (A light output / forward current characteristic of the semiconductor laser 3, a coupling coefficient between the light receiving element 4 and the semiconductor laser 3, and a current preset based on the light input / light receiving signal characteristic of the light receiving element 3).

第6図は本発明の他の実施例を示す。 FIG. 6 shows another embodiment of the present invention.

この実施例は上記第1図の実施例において電流変換器
として差動増幅器21,トランジスタ22及び抵抗R0により
構成された電流変換器20を用い、かつ差動増幅器11を省
略したものである。電流変換器20は前記受光信号と発光
レベル指令信号とが等しくなるように発光レベル指令信
号Vsに従って予め設定された電流(半導体レーザ3の光
出力・順方向電流特性及び受光素子4と半導体レーザ3
との結合係数,受光素子3の光入力・受光信号特性に基
づいて予め設定された電流)を出力する。すなわち発光
レベル指令信号Vsが差動増幅器21に入力され、トランジ
スタ22及び抵抗R0によりVs/R0の電流に変換される。こ
のVs/R0の電流と差動増幅器9の出力電流AΔVとの和
の電流Vs/R0+AΔVが半導体レーザ3の順方向電流と
なり、半導体レーザ3は順方向電流Vs/R0+AΔVによ
り決まる光出力P0を出力する。抵抗10は上述のように光
・電気負帰還ループの制御電流を電圧に変換して検出
し、その電圧を出力する。
In this embodiment, a current converter 20 composed of a differential amplifier 21, a transistor 22 and a resistor R0 is used as a current converter in the embodiment of FIG. 1, and the differential amplifier 11 is omitted. The current converter 20 sets a current (light output / forward current characteristic of the semiconductor laser 3 and the light-receiving element 4 and the semiconductor laser 3) set in advance according to the light-emitting level command signal Vs so that the light-receiving signal and the light-emitting level command signal become equal.
(A current set in advance based on the coupling coefficient of the light receiving element 3 and the light input / light receiving signal characteristics of the light receiving element 3). That light emission level instruction signal Vs is input to the differential amplifier 21, it is converted by the transistor 22 and the resistor R 0 in current Vs / R 0. The Vs / R 0 of the current and the current Vs / R 0 + AΔV the sum of the output currents EiderutaV of the differential amplifier 9 becomes forward current of the semiconductor laser 3, the semiconductor laser 3 is determined by the forward current Vs / R 0 + AΔV and outputs the light output P 0. As described above, the resistor 10 converts the control current of the optical / electrical negative feedback loop into a voltage, detects the voltage, and outputs the voltage.

一般的に半導体レーザはしきい値電流Ith以上の順方
向電流に対しては微分量子効率ηの直線で光出力・順方
向電流の関係を近似できる。この場合光出力P0は次のよ
うに表わすことができる。
In general, a semiconductor laser can approximate the relationship between the light output and the forward current with a straight line of the differential quantum efficiency η for a forward current equal to or larger than the threshold current Ith. In this case the optical output P 0 can be expressed as follows.

ΔV=Vs/R1−αSP0 VsがV0(V0に対応する半導体レーザ3の光出力は半導
体レーザの電流がしきい値電流以上の時の光強度)から
Viへ変化したときの応答特性は第4図の実施例の場合と
同様に と近似できる。
ΔV = Vs / R1−αSP 0 Vs is V 0 (the optical output of the semiconductor laser 3 corresponding to V 0 is the light intensity when the current of the semiconductor laser is equal to or higher than the threshold current)
The response characteristics when changed to Vi are the same as in the embodiment of FIG. Can be approximated.

したがってR=αSηR0となるように設定すれば、簡
単な構成により第4図の実施例と同等な効果が得られ
る。
Therefore, if the setting is made so that R = αSηR 0 , an effect equivalent to that of the embodiment of FIG. 4 can be obtained with a simple configuration.

この実施例における電流変換器20は第9図及び第10図
に示すような構成のものを用いてもよい。
The current converter 20 in this embodiment may have a configuration as shown in FIG. 9 and FIG.

第9図に示す電流変換器はトランジスタ23〜26、電流
源27、電圧源28、抵抗29〜33により構成され、第10図に
示す電流変換器はトランジスタ34〜37、電流源38、電圧
源39、抵抗40〜44により構成されている。これらの電流
変換器は上記電流変換器20と同様に前記受光信号と発光
レベル指令信号とが等しくなるように発光レベル指令信
号に従って予め設定された電流(半導体レーザ3の光出
力・順方向電流特性及び受光素子4と半導体レーザ3と
の結合係数,受光素子3の光入力・受光信号特性に基づ
いて予め設定された電流)を出力し、すなわち発光レベ
ル指令信号を半導体レーザ3の光出力・順方向電流特性
を直線に近似して発光レベル指令信号に比例する電流に
変換する。
The current converter shown in FIG. 9 includes transistors 23 to 26, a current source 27, a voltage source 28, and resistors 29 to 33. The current converter shown in FIG. 10 includes transistors 34 to 37, a current source 38, and a voltage source. 39, comprised of resistors 40-44. These current converters are, like the current converter 20, a current (light output / forward current characteristic of the semiconductor laser 3) set in advance according to the light emission level command signal so that the light receiving signal and the light emission level command signal become equal. And a coupling coefficient between the light receiving element 4 and the semiconductor laser 3 and a current preset based on the light input / light receiving signal characteristics of the light receiving element 3). The directional current characteristic is approximated to a straight line and converted into a current proportional to the light emission level command signal.

第7図は本発明の他の実施例を示す。 FIG. 7 shows another embodiment of the present invention.

この実施例は上記第4図の実施例において電流変換器
として上記電流変換器20を用い、かつ差動増幅器11を省
略したものである。
This embodiment differs from the embodiment of FIG. 4 in that the current converter 20 is used as a current converter and the differential amplifier 11 is omitted.

一般的に半導体レーザはしきい値電流Ith以上の順方
向電流に対しては微分量子効率ηの直線で光出力・順方
向電流の関係を近似でき、半導体レーザ3の光出力P0
次のように表わすことができる。
Generally to semiconductor lasers can be approximated the relationship between a light output, a forward current in the linear differential quantum efficiency η relative to the threshold current Ith or more forward current, the optical output P 0 of the semiconductor laser 3 of the following Can be expressed as

VsがV0(V0に対応する半導体レーザ3の光出力は半導
体レーザの電流がしきい値電流以上の時の光強度)から
Viへ変化したときの応答特性は第4図の実施例の場合と
同様に と近似できる。
Vs is from V 0 (the optical output of the semiconductor laser 3 corresponding to V 0 is the light intensity when the current of the semiconductor laser is equal to or higher than the threshold current)
The response characteristics when changed to Vi are the same as in the embodiment of FIG. Can be approximated.

したがってR=αSηR0となるように設定すれば、簡
単な構成により第4図の実施例と同等な効果が得られ
る。
Therefore, if the setting is made so that R = αSηR 0 , an effect equivalent to that of the embodiment of FIG. 4 can be obtained with a simple configuration.

第8図は本発明の他の実施例を示す。 FIG. 8 shows another embodiment of the present invention.

この実施例は上記第7図の実施例において、第2の発
光レベル指令信号の代りに比較増幅器12の出力電圧を電
流変換器19に入力するようにしたものである。
This embodiment is different from the embodiment of FIG. 7 in that the output voltage of the comparison amplifier 12 is input to the current converter 19 instead of the second light emission level command signal.

以上説明した実施例では電流変換器を一般的なもの
と,直線に近似したものを用いたが、折れ線に近似する
ものを用いることもできる。第11図乃至第13図は上記実
施例において電流変換器として用いられる折れ線近似に
よる電流変換器の各例を示す。
In the embodiment described above, a general current converter and a current converter approximated to a straight line are used. However, a current converter approximated to a broken line may be used. 11 to 13 show examples of the current converter based on the polygonal line approximation used as the current converter in the above embodiment.

第11図に示す電流変換器は差動増幅器45、トランジス
タ46、ダイオード47、電圧源48、抵抗49〜51により構成
され、折れ点が電圧源48の電圧により決まる。第12図に
示す電流変換器はトランジスタ52〜55、電流源56、ダイ
オード57,58、電圧源59〜61、抵抗62〜69により構成さ
れ、折れ点が電圧源59,60の電圧により決まる。第13図
に示す電流変換器はトランジスタ70〜75、電流源76〜7
9、電圧源80,81、抵抗82〜85により構成され、折れ点が
電圧源80,81の電圧により決まる。
The current converter shown in FIG. 11 includes a differential amplifier 45, a transistor 46, a diode 47, a voltage source 48, and resistors 49 to 51. The break point is determined by the voltage of the voltage source 48. The current converter shown in FIG. 12 includes transistors 52 to 55, a current source 56, diodes 57 and 58, voltage sources 59 to 61, and resistors 62 to 69, and the break point is determined by the voltages of the voltage sources 59 and 60. The current converter shown in FIG. 13 has transistors 70 to 75 and current sources 76 to 7
9. It is composed of voltage sources 80 and 81 and resistors 82 to 85, and the break point is determined by the voltage of the voltage sources 80 and 81.

また上記電流変換器を最適化するには、発光レベル指
令信号をディジタル信号として変換テーブルにより半導
体レーザの光出力・順方向電流特性を補正するようにす
ることが有効であり、この場合の実施例の一部を第14図
に示す。
In order to optimize the above current converter, it is effective to correct the light output / forward current characteristics of the semiconductor laser by a conversion table using the light emission level command signal as a digital signal. Is shown in FIG.

この実施例では上記実施例において、ディジタル信号
からなる発光レベル指令信号が変換テーブル86により半
導体レーザの光出力・順方向電流特性を補正するように
データ変換されてディジタル/アナログ(D/A)変換器8
7によりD/A変換され、トランジスタ88〜91、電流源92、
電圧源93、抵抗94〜98からなる電流変換部で電流に変換
されて半導体レーザ3へ供給される。また発光レベル指
令信号がデータ遅延回路99により所定の時間遅延され、
D/A変換器100によりD/A変換されて上記比較増幅器12に
入力される。
In this embodiment, in the above embodiment, the light emission level command signal composed of a digital signal is subjected to data conversion by the conversion table 86 so as to correct the light output / forward current characteristics of the semiconductor laser, and is converted into digital / analog (D / A) conversion. Container 8
7, D / A conversion is performed, and transistors 88 to 91, a current source 92,
The current is converted into a current by a current conversion unit including a voltage source 93 and resistors 94 to 98 and supplied to the semiconductor laser 3. Also, the light emission level command signal is delayed for a predetermined time by the data delay circuit 99,
The signal is D / A converted by the D / A converter 100 and input to the comparison amplifier 12.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように請求項1の発明によれば被駆動半導体レ
ーザの光出力を受光部により検知してこの受光部から得
られる前記半導体レーザの光出力に比例した受光信号と
発光レベル指令信号とが等しくなるように前記半導体レ
ーザの順方向電流を制御する光・電気負帰還ループと、
この光・電気負帰還ループの制御電流を検出する検出手
段と、前記半導体レーザの光出力・順方向電流特性及び
前記受光部と前記半導体レーザとの結合係数,前記受光
部の光入力・受光信号特性に基づいて前記受光信号と前
記発光レベル指令信号とが等しくなるようにあらかじめ
設定された変換規則に従い前記発光レベル指令信号を前
記半導体レーザの光電流に変換する変換手段とを有し、
前記光・電気負帰還ループの制御電流と,前記変換手段
により生成された電流との和または差の電流によって前
記半導体レーザを制御するので、高速,高精度,高分解
能でかつ外乱等の影響に強い半導体レーザ制御装置を実
現することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the light output of the driven semiconductor laser is detected by the light receiving unit, and the light receiving signal proportional to the light output of the semiconductor laser obtained from the light receiving unit and the light emission level command signal are output. An optical / electrical negative feedback loop for controlling the forward current of the semiconductor laser to be equal;
Detecting means for detecting the control current of the optical / electrical negative feedback loop; light output / forward current characteristics of the semiconductor laser; coupling coefficient between the light receiving unit and the semiconductor laser; light input / light receiving signal of the light receiving unit A conversion unit that converts the light emission level command signal into a photocurrent of the semiconductor laser according to a preset conversion rule so that the light reception signal and the light emission level command signal are equal based on characteristics,
Since the semiconductor laser is controlled by the sum or difference current of the control current of the optical / electrical negative feedback loop and the current generated by the conversion means, the semiconductor laser is controlled at high speed, high accuracy, high resolution and is not affected by disturbances. A strong semiconductor laser control device can be realized.

また請求項2の発明によれば請求項1記載の半導体レ
ーザ制御装置において、前記半導体レーザの光出力を受
光部により検知してこの受光部から得られる前記半導体
レーザの光出力に比例した受光電流と,第1の発光レベ
ル指令信号を電流に変換した発光レベル指令信号電流と
が等しくなるように前記半導体レーザの順方向電流を制
御する第1の光・電気負帰還ループと、前記受光電流に
比例する電圧と請求項1記載の発光レベル指令信号とが
等しくなるように前記第1の発光レベル指令信号を制御
する第2の光・電気負帰還ループとにより請求項1記載
の光・電気負帰還ループを構成したので、高域の光・電
気負帰還ループの開ループゲインを非常に大きくとらな
くても請求項1記載の半導体レーザ制御装置と同等な効
果が得られる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the semiconductor laser control device according to the first aspect, wherein the light output of the semiconductor laser is detected by a light receiving portion and the light receiving current is proportional to the light output of the semiconductor laser obtained from the light receiving portion. And a first optical / electrical negative feedback loop for controlling a forward current of the semiconductor laser so that a light emission level command signal current obtained by converting the first light emission level command signal into a current is equal. 2. The optical / electrical negative feedback loop according to claim 1, wherein said second optical / electrical negative feedback loop controls said first optical emission level command signal so that the proportional voltage becomes equal to said optical emission level command signal. Since the feedback loop is formed, an effect equivalent to that of the semiconductor laser control device according to the first aspect can be obtained even if the open loop gain of the high-frequency optical / electrical negative feedback loop is not very large.

請求項3の発明によれば請求項1記載の半導体レーザ
制御装置において、前記変換手段が前記発光レベル指令
信号をアナログ信号電圧として前記半導体レーザの光出
力・順方向電流特性を直線に近似して前記発光レベル指
令信号に比例した電流に変換するので、簡単な回路構成
で請求項1記載の半導体レーザ制御装置と同等な効果が
得られる。
According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor laser control device according to the first aspect, the conversion means approximates the light output / forward current characteristic of the semiconductor laser to a straight line by using the light emission level command signal as an analog signal voltage. Since the current is converted into a current proportional to the light emission level command signal, an effect equivalent to that of the semiconductor laser control device according to the first aspect can be obtained with a simple circuit configuration.

請求項4の発明によれば請求項2記載の半導体レーザ
制御装置において、前記変換手段が前記発光レベル指令
信号をアナログ信号電圧として前記半導体レーザの光出
力・順方向電流特性を直線に近似して前記発光レベル指
令信号に比例した電流に変換するので、簡単な回路構成
で請求項2記載の半導体レーザ制御装置と同等な効果が
得られる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor laser control device according to the second aspect, the conversion means approximates the light output / forward current characteristic of the semiconductor laser to a straight line by using the light emission level command signal as an analog signal voltage. Since the current is converted into a current proportional to the light emission level command signal, an effect equivalent to that of the semiconductor laser control device according to the second aspect can be obtained with a simple circuit configuration.

請求項5の発明によれば請求項1記載の半導体レーザ
制御装置において、前記変換手段が前記発光レベル指令
信号をアナログ信号電圧として前記半導体レーザの光出
力・順方向電流特性を折れ線に近似して前記発光レベル
指令信号に対応した電流に変換するので、簡単な回路構
成で直線近似の場合より精度がよく請求項1記載の半導
体レーザ制御装置と同等な効果が得られる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor laser control device according to the first aspect, the conversion means approximates the light output / forward current characteristic of the semiconductor laser to a polygonal line using the light emission level command signal as an analog signal voltage. Since the current is converted into a current corresponding to the light emission level command signal, an effect equivalent to that of the semiconductor laser control device according to claim 1 can be obtained with a simple circuit configuration and higher accuracy than in the case of linear approximation.

請求項6の発明によれば請求項2記載の半導体レーザ
制御装置において、前記変換手段が前記発光レベル指令
信号をアナログ信号電圧として前記半導体レーザの光出
力・順方向電流特性を折れ線に近似して前記発光レベル
指令信号に対応した電流に変換するので、簡単な回路構
成で直線近似の場合より精度がよく請求項2記載の半導
体レーザ制御装置と同等な効果が得られる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the semiconductor laser control device according to the second aspect, the converting means approximates the light output / forward current characteristic of the semiconductor laser to a polygonal line using the light emission level command signal as an analog signal voltage. Since the current is converted into a current corresponding to the light emission level command signal, an effect equivalent to that of the semiconductor laser control device according to claim 2 can be obtained with a simple circuit configuration and higher accuracy than in the case of linear approximation.

請求項7の発明によれば請求項1記載の半導体レーザ
制御装置において、前記発光レベル指令信号をデイジタ
ル信号とし、前記変換手段が前記発光レベル指令信号を
前記半導体レーザの光出力・順方向電流特性に基づいて
補正した信号に変換する変換テーブルと、この変換テー
ブルにより変換された信号を前記半導体レーザの順方向
電流に変換するディジタル/アナログ変換器とを有する
ので、請求項1記載の電流変換手段について非直線性を
変換テーブルにより保証するために精度がよく請求項1
記載の半導体レーザ制御装置と同等な効果が得られる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the semiconductor laser control device according to the first aspect, the light emission level command signal is a digital signal, and the converting means converts the light emission level command signal into a light output / forward current characteristic of the semiconductor laser. 2. A current conversion unit according to claim 1, further comprising a conversion table for converting the signal converted based on the conversion table, and a digital / analog converter for converting the signal converted by the conversion table into a forward current of the semiconductor laser. 2. The method according to claim 1, wherein the accuracy is assured in order to guarantee the non-linearity by using a conversion table.
The same effects as those of the described semiconductor laser control device can be obtained.

請求項8の発明によれば請求項2記載の半導体レーザ
制御装置において、前記発光レベル指令信号をデイジタ
ル信号とし、前記変換手段が前記発光レベル指令信号を
前記半導体レーザの光出力・順方向電流特性に基づいて
補正した信号に変換する変換テーブルと、この変換テー
ブルにより変換された信号を前記半導体レーザの順方向
電流に変換するディジタル/アナログ変換器とを有する
ので、請求項2記載の電流変換手段について非直線性を
辺かテーブルにより保証するために精度がよく請求項2
記載の半導体レーザ制御装置と同等な効果が得られる。
According to an eighth aspect of the present invention, in the semiconductor laser control device according to the second aspect, the light emission level command signal is a digital signal, and the converting means converts the light emission level command signal into a light output / forward current characteristic of the semiconductor laser. 3. A current conversion means according to claim 2, further comprising a conversion table for converting a signal converted based on the conversion table, and a digital / analog converter for converting the signal converted by the conversion table into a forward current of the semiconductor laser. Claim 2 has high accuracy in order to assure non-linearity by sides or tables.
The same effects as those of the described semiconductor laser control device can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図乃至第8図は本発明の各実施例を示す回路図、第
9図乃至第13図は本発明の他の実施例における電流変換
器を示す回路図、第14図は本発明の他の実施例の一部を
示す回路図である。 1,12……比較増幅器、2,19,20……電流変換器、3……
半導体レーザ、4……受光素子、9……差動増幅器、10
……抵抗、13……インピーダンス変換器、14,16……電
圧・電流変換器、15……加算器、17……減算器、18……
電流増幅器、C……容量、R……抵抗、86……変換テー
ブル、87……D/A変換器。
1 to 8 are circuit diagrams showing each embodiment of the present invention, FIGS. 9 to 13 are circuit diagrams showing a current converter in another embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 9 is a circuit diagram showing a part of another embodiment. 1,12 ... Comparison amplifier, 2,19,20 ... Current converter, 3 ...
Semiconductor laser, 4 ... light receiving element, 9 ... differential amplifier, 10
... resistance, 13 ... impedance converter, 14, 16 ... voltage-current converter, 15 ... adder, 17 ... subtractor, 18 ...
Current amplifier, C: capacitance, R: resistance, 86: conversion table, 87: D / A converter.

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】被駆動半導体レーザの光出力を受光部によ
り検知してこの受光部から得られる前記半導体レーザの
光出力に比例した受光信号と発光レベル指令信号とが等
しくなるように前記半導体レーザの順方向電流を制御す
る光・電気負帰還ループと、この光・電気負帰還ループ
の制御電流を検出する検出手段と、前記半導体レーザの
光出力・順方向電流特性及び前記受光部と前記半導体レ
ーザとの結合係数,前記受光部の光入力・受光信号特性
に基づいて前記受光信号と前記発光レベル指令信号とが
等しくなるようにあらかじめ設定された変換規則に従い
前記発光レベル指令信号を前記半導体レーザの順方向電
流に変換する変換手段とを有し、前記光・電気負帰還ル
ープの制御電流と,前記変換手段により生成された電流
との和または差の電流によって前記半導体レーザを制御
することを特徴とする半導体レーザ制御装置。
An optical output of a driven semiconductor laser is detected by a light-receiving section, and the light-emitting level command signal is made equal to a light-receiving signal proportional to the light output of the semiconductor laser obtained from the light-receiving section. An optical / electrical negative feedback loop for controlling the forward current of the semiconductor laser; detecting means for detecting a control current of the optical / electrical negative feedback loop; an optical output / forward current characteristic of the semiconductor laser; The light emitting level command signal is converted into the semiconductor laser according to a preset conversion rule so that the light receiving signal and the light emitting level command signal become equal based on a coupling coefficient with a laser and a light input / light receiving signal characteristic of the light receiving unit. And a conversion means for converting the control current of the optical / electrical negative feedback loop and the current generated by the conversion means. The semiconductor laser control apparatus and controls the semiconductor laser by the flow.
【請求項2】請求項1記載の半導体レーザ制御装置にお
いて、前記半導体レーザの光出力を受光部により検知し
てこの受光部から得られる前記半導体レーザの光出力に
比例した受光電流と,第1の発光レベル指令信号を電流
に変換した発光レベル指令信号電流とが等しくなるよう
に前記半導体レーザの順方向電流を制御する第1の光・
電気負帰還ループと、前記受光電流に比例する電圧と請
求項1記載の発光レベル指令信号とが等しくなるように
前記第1の発光レベル指令信号を制御する第2の光・電
気負帰還ループとにより請求項1記載の光・電気負帰還
ループを構成したことを特徴とする半導体レーザ制御装
置。
2. The semiconductor laser control device according to claim 1, wherein the light output of said semiconductor laser is detected by a light receiving portion, and a light receiving current proportional to the light output of said semiconductor laser obtained from said light receiving portion; A first light source for controlling a forward current of the semiconductor laser so that a light emission level command signal current obtained by converting the light emission level command signal into a current becomes equal.
An electric negative feedback loop; and a second optical / electrical negative feedback loop that controls the first light emission level command signal so that a voltage proportional to the light receiving current is equal to the light emission level command signal according to claim 1. 3. A semiconductor laser control device comprising the optical / electrical negative feedback loop according to claim 1.
【請求項3】請求項1記載の半導体レーザ制御装置にお
いて、前記変換手段が前記発光レベル指令信号をアナロ
グ信号電圧として前記半導体レーザの光出力・順方向電
流特性を直線に近似して前記発光レベル指令信号に比例
した電流に変換することを特徴とする半導体レーザ制御
装置。
3. The semiconductor laser control device according to claim 1, wherein said conversion means uses said light emission level command signal as an analog signal voltage and approximates a light output / forward current characteristic of said semiconductor laser to a straight line to obtain said light emission level. A semiconductor laser control device for converting a current into a current proportional to a command signal.
【請求項4】請求項2記載の半導体レーザ制御装置にお
いて、前記変換手段が前記発光レベル指令信号をアナロ
グ信号電圧として前記半導体レーザの光出力・順方向電
流特性を直線に近似して前記発光レベル指令信号に比例
した電流に変換することを特徴とする半導体レーザ制御
装置。
4. The semiconductor laser control device according to claim 2, wherein said conversion means uses said light emission level command signal as an analog signal voltage and approximates a light output / forward current characteristic of said semiconductor laser to a straight line to obtain said light emission level. A semiconductor laser control device for converting a current into a current proportional to a command signal.
【請求項5】請求項1記載の半導体レーザ制御装置にお
いて、前記変換手段が前記発光レベル指令信号をアナロ
グ信号電圧として前記半導体レーザの光出力・順方向電
流特性を折れ線に近似して前記発光レベル指令信号に対
応した電流に変換することを特徴とする半導体レーザ制
御装置。
5. The semiconductor laser control device according to claim 1, wherein said conversion means uses said light emission level command signal as an analog signal voltage and approximates a light output / forward current characteristic of said semiconductor laser to a polygonal line to obtain said light emission level. A semiconductor laser control device for converting a current into a current corresponding to a command signal.
【請求項6】請求項2記載の半導体レーザ制御装置にお
いて、前記変換手段が前記発光レベル指令信号をアナロ
グ信号電圧として前記半導体レーザの光出力・順方向電
流特性を折れ線に近似して前記発光レベル指令信号に対
応した電流に変換することを特徴とする半導体レーザ制
御装置。
6. The semiconductor laser control device according to claim 2, wherein said conversion means uses said light emission level command signal as an analog signal voltage to approximate the light output / forward current characteristic of said semiconductor laser to a polygonal line. A semiconductor laser control device for converting a current into a current corresponding to a command signal.
【請求項7】請求項1記載の半導体レーザ制御装置にお
いて、前記発光レベル指令信号をデイジタル信号とし、
前記変換手段が前記発光レベル指令信号を前記半導体レ
ーザの光出力・順方向電流特性に基づいて補正した信号
に変換する変換テーブルと、この変換テーブルにより変
換された信号を前記半導体レーザの順方向電流に変換す
るディジタル/アナログ変換手段とを有することを特徴
とする半導体レーザ制御装置。
7. The semiconductor laser control device according to claim 1, wherein the light emission level command signal is a digital signal,
A conversion table for converting the emission level command signal into a signal corrected based on the light output / forward current characteristics of the semiconductor laser by the conversion means; and converting the signal converted by the conversion table into a forward current of the semiconductor laser. And a digital / analog converting means for converting the data into digital data.
【請求項8】請求項2記載の半導体レーザ制御装置にお
いて、前記発光レベル指令信号をデイジタル信号とし、
前記変換手段が前記発光レベル指令信号を前記半導体レ
ーザの光出力・順方向電流特性に基づいて補正した信号
に変換する変換テーブルと、この変換テーブルにより変
換された信号を前記半導体レーザの順方向電流に変換す
るディジタル/アナログ変換手段とを有することを特徴
とする半導体レーザ制御装置。
8. The semiconductor laser control device according to claim 2, wherein the light emission level command signal is a digital signal,
A conversion table for converting the emission level command signal into a signal corrected based on the light output / forward current characteristics of the semiconductor laser by the conversion means; and converting the signal converted by the conversion table into a forward current of the semiconductor laser. And a digital / analog converting means for converting the data into digital data.
JP1024927A 1988-12-05 1989-02-03 Semiconductor laser controller Expired - Lifetime JP2744045B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1024927A JP2744045B2 (en) 1989-02-03 1989-02-03 Semiconductor laser controller
US07/446,583 US5036519A (en) 1988-12-05 1989-12-05 Semiconductor laser controller
DE3940205A DE3940205B4 (en) 1988-12-05 1989-12-05 Semiconductor laser controller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1024927A JP2744045B2 (en) 1989-02-03 1989-02-03 Semiconductor laser controller

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02205088A JPH02205088A (en) 1990-08-14
JP2744045B2 true JP2744045B2 (en) 1998-04-28

Family

ID=12151745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1024927A Expired - Lifetime JP2744045B2 (en) 1988-12-05 1989-02-03 Semiconductor laser controller

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2744045B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02205088A (en) 1990-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0221710B1 (en) Apparatus for controlling the power of a laser
US5850409A (en) Laser modulation control method and apparatus
US4819241A (en) Laser diode driving circuit
JP3130571B2 (en) Semiconductor laser array device
US5237579A (en) Semiconductor laser controller using optical-electronic negative feedback loop
US6922045B2 (en) Current driver and method of precisely controlling output current
JP3320900B2 (en) Automatic temperature control circuit for laser diode and electric / optical signal conversion unit using the same
JPH01117385A (en) Control method for semiconductor laser bias current
JP2744043B2 (en) Semiconductor laser controller
JPH03165085A (en) Laser diode driver
JP2744045B2 (en) Semiconductor laser controller
JP2744044B2 (en) Semiconductor laser controller
JP2840273B2 (en) Semiconductor laser controller
JP3318118B2 (en) Semiconductor laser controller
JP2840276B2 (en) Semiconductor laser controller
JP2840274B2 (en) Semiconductor laser controller
JP2840275B2 (en) Semiconductor laser controller
JP2746401B2 (en) Semiconductor laser controller
JPH05129706A (en) Semiconductor laser driving control circuit
JP2945051B2 (en) Semiconductor laser controller
JPS61224385A (en) Semiconductor laser drive circuit
JP2710974B2 (en) Optical transmitter
JP2994442B2 (en) Semiconductor laser controller
JPH02205378A (en) Semiconductor laser controller
JPH04129284A (en) Laser diode drive circuit

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080206

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090206

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term