JP3636411B2

JP3636411B2 - レーザーダイオードの駆動回路および駆動方法

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Publication number: JP3636411B2
Application number: JP06584797A
Authority: JP
Inventors: 賢義森田; 彰永山
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1997-03-19
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 2005-04-06
Anticipated expiration: 2017-03-19
Also published as: JPH10261827A; US6091747A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザーダイオードの駆動回路および駆動方法に関する。
光伝送網を構成する種々の装置の１つに光伝送装置がある。この光伝送装置は、自内で処理した電気信号を入力としてこれを光信号に変換するための電気／光信号変換器を、その出力部に備えており、この電気／光信号変換器における発光源としては、通常、レーザーダイオードが用いられている。本発明はこのレーザーダイオードの駆動回路について述べるものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は一般的なレーザーダイオード駆動回路を示す図である。ただし本図の中には、一般的なレーザーダイオード駆動回路の第１例と、一般的なレーザーダイオード駆動回路の第２例とを一緒に含めている。
一般的なレーザーダイオード駆動回路の第１例は、電源ＶｃｃとグランドＧＮＤとの間にレーザーダイオード１を有し、図中の入力電気信号Ｅｉｎで表す信号入力が与えられたとき、その信号入力レベルの“Ｈ”（ｈｉｇｈ）または“Ｌ”（ｌｏｗ）に応じて、レーザーダイオードを発光または非発光とする駆動パルス電流源２を有して構成される。発光のときの出力光は、図中のＯｏｕｔにて表す。
【０００３】
上記第１例のレーザーダイオード駆動回路はいわゆる無バイアス電流駆動方式であり、駆動パルス電流源２へ印加される信号入力（Ｅｉｎ）レベルが“Ｌ”レベルのときは、レーザーダイオードにレーザー駆動電流を流さず、該信号入力レベルが“Ｈ”のときに該レーザー駆動電流を流してレーザーダイオード１を発光（Ｏｏｕｔ）させるものである。すなわち、レーザー駆動電流は、駆動パルス電流源２にのみ依存して制御される。
【０００４】
上記第１例のレーザーダイオード駆動回路は一般に低速駆動用として用いられ、高速駆動用には用いられない。その理由は、該レーザーダイオードを高速駆動すると、信号入力（Ｅｉｎ）から光出力（Ｏｏｕｔ）までの間のずれが無視し得なくなり、いわゆる発光遅延が生ずるからである。かかる発光遅延は光波形劣化の原因となり、結局、光伝送特性の悪化を生じさせることになる。
【０００５】
高速駆動における上述した光伝送特性の悪化要因をなす発光遅延を抑圧できるものとして、上記第２例のレーザーダイオード駆動回路が提案され、低速駆動時は勿論、高速駆動時であっても上記発光遅延を解消させている。この第２例のレーザーダイオード駆動回路は、上記図１０に示す全ての構成要素（１，２および３）からなり、上記第１例のレーザーダイオード駆動回路に対しさらにバイアス電流源３を付加した回路に相当する。このバイアス電流源３は、レーザーダイオード１を最適動作させることのできる最適なバイアス電流を通電せしめるものである。
【０００６】
上記第１例のレーザーダイオード駆動回路のようにバイアス電流なしでレーザーダイオード１を駆動すると、低速駆動のときは問題ないが、高速駆動させたとき上記の発光遅延が生ずる。そこで上記第２例のレーザーダイオード駆動回路においては、上記信号入力レベルが“Ｌ”のときは、レーザーダイオード１が発振を起こし始める閾値電流をやや下まわる微小電流を、上記バイアス電流としてレーザーダイオード１に通電する。この通電を行うのがバイアス電流源３である。
【０００７】
図１１はバイアス電流駆動方式のもとでのレーザー駆動電流対出力光の関係を表す特性図である。すなわち上述した第２例のレーザーダイオード駆動回路（図１０の全構成要素１，２および３からなる）におけるレーザーダイオードの特性図である。
本図において、横軸はレーザーダイオード１に通電されるレーザー駆動電流Ｉｄを表し、縦軸はそのレーザー駆動電流Ｉｄにより発光するレーザーダイオード１からの出力光（Ｏｏｕｔ）を表す。
【０００８】
バイアス電流駆動方式に基づく上記第２例のレーザーダイオード駆動回路では、バイアス電流源３によるバイアス電流Ｉｂ２が常にレーザーダイオード１に与えられており、上記信号入力Ｅｉｎが与えられると、バイアス電流Ｉｂ２に重畳したバイアス駆動電流Ｉｄが、該レーザーダイオード１に固有の閾値電流Ｉｔｈ２を超えたときにレーザーダイオード１は出力光Ｏｏｕｔを図示のごとく生成する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のレーザーダイオードにおける上記閾値電流（Ｉｔｈ）は比較的大きい。すなわち、大きい閾値を超える電流のレーザー電流領域にてレーザーダイオードはレーザー発振を起こす。
ところが今後益々高速化する信号入力を扱う場合、閾値電流が大きいと既述の発光遅延が重大な障害となる。このためその閾値電流を一層減少させる試みがなされ、現実には、その閾値電流を相当低減させたレーザーダイオードが実用化されている。このようなレーザーダイオードの特性は、図１１を参照すると、前述した特性カーブ＜２＞よりも、図中の原点側に近い特性カーブ＜１＞となる。この特性カーブ＜１＞における閾値電流はＩｔｈ１であり、Ｉｔｈ１＜Ｉｔｈ２である。かくしてこのような特性カーブ＜１＞のもとでは、バイアス電流源３により通電すべきバイアス電流も図中のＩｂ１のように小さくなり、Ｉｂ１＜Ｉｂ２となる。
【００１０】
ところがバイアス電流が上記Ｉｂ１のように小さくなると、バイアス電流源３自身に不可避なバラツキや変動を考慮した場合、微小な所定のバイアス電流Ｉｂ１を高精度に維持することが相当困難になる。加えて、レーザーダイオード１そのものの特性も温度変動や経年劣化によって変化するため、消光比劣化はほとんど避けられないという問題が生ずる。
【００１１】
したがって本発明は上記問題点に鑑み、上述した閾値電流の低減に伴って上記バイアス電流が微小化しても、その微小バイアス電流を、レーザーダイオードを最適動作させる所定の値に高精度かつ安定に維持することのできるレーザーダイオードの駆動回路を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明に係るレーザーダイオード駆動回路の基本構成を表す図である。本図において、本発明を特徴づける構成要素は、バイアス電圧源１２を有するバイアス手段１１である。すなわち、本発明の基本構成をなすレーザーダイオード駆動回路１０は（１）レーザーダイオード１と、（２）信号入力（Ｅｉｎ）レベルの“Ｈ”または“Ｌ”に応じて、レーザーダイオード１を発光または非発光とする駆動パルス電流源２と、（３）レーザーダイオード１を最適動作させるためのバイアス手段１１とを備えてなり、ここに、このバイアス手段１１は、最適なバイアス電流Ｉｂをレーザーダイオード１に通電可能なバイアス電圧Ｖｂをレーザーダイオード１に印加するバイアス電圧源１２を有する。
【００１３】
図２は本発明の動作原理を説明するための特性図である。本図において、横軸はバイアス電圧Ｖｂを表し、縦軸はレーザー駆動電流Ｉｄを表す。まず前述の図１１に示した数値Ｉｔｈ１，Ｉｔｈ２，Ｉｂ１およびＩｂ２の位置づけを明らかにする。上述した第２例のレーザーダイオード駆動回路（図１０の構成要素、１，２および３）における閾値電流Ｉｔｈ２は、図２に示すとおり大きい。これは既述のようにレーザーダイオード１の閾値電圧Ｖｔｈ２が大きいことによる。したがってこの場合のバイアス電流Ｉｂ２も大きく設定し、その最大値は図中のＩｂ２_(MAX)である。
【００１４】
ところが既に述べたように、レーザーダイオード１の閾値は益々低くなる傾向にあり、図２におけるＶｔｈ１（Ｖｔｈ１＜Ｖｔｈ２）のごとくなる。したがってこのような低いＶｔｈ１に対応するバイアス電流は図中のＩｔｈ１のように微小になる。この場合、バイアス電流Ｉｂがとり得る最大値も図中のＩｂ１_(MAX)のごとく微小になる。このため、通常設定されるバイアス電流は図中のＩｂ１で示すレベルになる。
【００１５】
このような微小なバイアス電流Ｉｂを、バイアス電流源３のバラツキや変動ならびにレーザーダイオード１そのものの温度変動や経年変化等のあらゆる変動要因に対処して、高精度かつ高安定に保つことはほとんど不可能である。
そこで本発明は、これまでのバイアス制御に対し発想の転換を行う。すなわち、これまではバイアス電流制御のもとでレーザーダイオード１を最適動作させていたのを、本発明においては、そのような電流制御ではなく、バイアス電圧制御のもとでその最適動作を実現するものとする。
【００１６】
再び図２を参照すると、微小バイアス電流Ｉｂ１を所定値に設定するために、本発明ではバイアス電圧Ｖｂ１を制御するようにする。そうすると、図２から明らかなように、その特性カーブの傾きがきわめて小さいことから、微小バイアス電流Ｉｂ１の変動幅に比べて、バイアス電圧Ｖｂの変動幅を十分大きくとることができる。逆に言えば、バイアス電圧Ｖｂが所定値Ｖｂ１から多少ずれても、バイアス電圧を大体Ｖｂ１に保っておけば、高精度かつ高安定に微小バイアス電流Ｉｂ１を所定値に維持できるのである。結局、バイアス電圧Ｖｂの比較的粗い制御であっても、バイアス電流Ｉｂは高精度かつ高安定に微小な所定値を保つことができる。ここに本発明のポイントがある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図３は本発明に係る第１実施例を表す図である。なお、全図を通じて同様の構成要素には同一の参照番号または記号を付して示す。
図３に示す第１実施例は、レーザーダイオード１、駆動パルス電流源２、バイアス電圧源１２および抵抗１３よりなる。予め、バイアス電圧源１２からのバイアス電圧Ｖｂは、レーザーダイオード１が発振しないようにレーザーダイオードの使用最低温時での最小閾値電圧より十分小さく設定しておく（図２のＶｂ１_(MAX)以下）。最高温時すなわち最大閾値電圧に合せてバイアス電圧を設定しておくと、その後低温側にシフトすると、レーザーダイオードが発光したままとなることがあり得るからである。動作は次のとおりである。
【００１８】
レーザーダイオード駆動回路１０への信号入力（Ｅｉｎ）のレベルが、“Ｈ”のときには、レーザー駆動電流は、駆動パルス電流源２によって制御される。一方、レーザーダイオード駆動回路１０への信号入力（Ｅｉｎ）のレベルが“Ｌ”のときのレーザー駆動電流、すなわちバイアス電流Ｉｂは、レーザーダイオード１にバイアス電圧Ｖｂを印加するバイアス電圧源１２の出力電圧によって決定される。なお、もし、抵抗（１３）が無ければ信号入力（Ｅｉｎ）のレベルが“Ｈ”のとき、駆動パルス電流源２は、バイアス電圧源１２側から大電流を引き込み、レーザーダイオード１に印加される電圧はＶｂのままで、よってレーザーダイオード駆動電流はＩｂのままとなるので、この現象を抑制するために抵抗１３を挿入する。
【００１９】
バイアス電圧源１２からのバイアス電圧Ｖ_Bは、レーザーダイオード１の最小閾値電圧より充分小さいので、レーザーダイオード駆動回路１０への信号入力（Ｅｉｎ）のレベルが、“Ｌ”のときにレーザーダイオード１が発振することはない。また、バイアス電圧Ｖｂで決定されるレーザーダイオード１のバイアス電流Ｉｂは安定しているため、消光比劣化による伝送特性の悪化等の問題は発生しない。バイアス電流Ｉｂが安定なのは、図２において説明したように、バイアス電圧Ｖｂが多少変動しても、バイアス電流Ｉｂの変化は微小だからである。
【００２０】
この場合、バイアス電圧源１２をサーミスタ等を用いて温度変動に応じて制御することにより、一層安定なバイアス電流Ｉｂを保つことができる。
かくして本発明によれば、バイアス電流をバイアス電圧によって制御することにより、超高精度なバイアス電流制御のための大規模な回路を必要とすることなく、安定かつ良好な高速伝送特性を得ることができる。
【００２１】
次に図４を用いて説明する実施例は、バイアス手段１１が、レーザーダイオード１にバイアス電流Ｉｂを通電するバイアス電流源３をさらに有することを特徴とするものである。ただし、図１０に示したとおり、このバイアス電流源そのものは既存のものである。
図４は本発明に係る第２実施例を表す図である。本図において、バイアス手段１１は、バイアス電圧源１２および既存のバイアス電流源３から構成される。このバイアス電流源３および駆動パルス電流源２は共に、既存の出力光モニター手段２１によって制御され、いわゆるＡＰＣ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ）を行う。すなわち、出力光モニター手段２１は、レーザーダイオード１からの出力光を、ホトダイオード２２および抵抗２３を介してモニターし、そのモニター出力を、駆動パルス電流源２およびバイアス電流源３にそれぞれ帰還して、出力光Ｏｏｕｔを安定化させる。
【００２２】
この第２実施例は、上述した第１実施例の利点、すなわち微小バイアス電流Ｉｂを高精度かつ高安定に維持できる点に加え、出力光Ｏｏｕｔのパルス幅変動も抑制できるという利点も有するものである。
図５は出力光のパルス幅変動について説明するための特性図である。本図において、横軸はレーザー駆動電流Ｉｄを表し、縦軸は出力光Ｏｏｕｔを表す。一般にレーザーダイオードのＯｏｕｔ−Ｉｄ特性は温度によって変動する。すなわち、該レーザーダイオードの閾値電流（Ｉｔｈ）は、高温時においてＩｔｈｈと大であり、低温時においてＩｔｈｌと小である。
【００２３】
一方、レーザー駆動電流Ｉｄはパルス状電流としてレーザーダイオード１に与えられるが、パルス状とは言っても完全な矩形ではなく、図５の波形Ａに示すように台形をなす。このため、出力光Ｏｏｕｔのパルス幅は低温時においてＷｌのように広くなり、高温時においてはＷｈのように狭くなる。かくして上述した、出力光Ｏｏｕｔのパルス幅変動を生じさせる。
【００２４】
図６はレーザーダイオードの温度対レーザー駆動電流の関係を表す特性図である。図５に示すように、レーザー駆動電流（Ｉｄ）は温度特性を有しており、高温時にはレーザー駆動電流の閾値電流（Ｉｔｈ）も増大し（Ｉｔｈｈ）、低温時には該閾値電流も低下する（Ｉｔｈｌ）。このため図５に表すようなパルス幅変動が生ずる。このようなパルス幅変動は、レーザーダイオード駆動回路１０の動作が高速になる程顕著になる。
【００２５】
図６の各種特性カーブ＜１＞〜＜４＞のうち、特性カーブ＜４＞は、上述した、温度変動に伴う閾値電流（Ｉｔｈ）の変化を表す。したがって、この特性カーブ＜４＞により表される閾値電流（Ｉｔｈ）の変化に追従してバイアス電流（Ｉｂ）も変化させることができれば、上述した、温度変動に伴うパルス幅変動はかなり改善される。すなわち、温度変動にかかわらず、常にパルス幅が一定の出力光Ｏｏｕｔが得られる。
【００２６】
そこで高温時には閾値電流（Ｉｔｈ）の増加に合せて、バイアス電流（Ｉｂ）も増加させる。一方、低温時には閾値電流（Ｉｔｈ）の減少に合せて、バイアス電流（Ｉｂ）も減少させる。この場合、従来のバイアス電流源３のみによるバイアス電流は、図４の出力光モニター手段２１による帰還制御を受けて、上記特性カーブ＜４＞に沿わせた変化をさせることができる。しかしながら、これはバイアス電流制御そのものであるから、既に図１１や図２において説明したごとく、微小な閾値電流（Ｉｔｈ）においては、これに対応させて微小なバイアス電流（Ｉｂ）を高精度に制御することはできない。そこで、図６の特性カーブ＜２＞によって表すごとく、特性カーブ＜４＞における微小な閾値電流（Ｉｔｈ）の領域においては、バイアス電流源３により制御されるバイアス電流をほぼ零にしてしまう。
【００２７】
一方、本発明の特徴をなすバイアス電圧源１２による制御のもとでは、前述したとおり、微小バイアス電流をきわめて高精度にかつ高安定に維持できる。この特性を表したのが図６の特性カーブ＜１＞である。
ここで改めて図４の第２実施例を参照すると、このレーザーダイオード駆動回路１０は、バイアス手段１１におけるバイアス電流源３（出力光モニター手段２１と共に）は、図６の特性カーブ＜２＞を実現し、該バイアス手段１１におけるバイアス電圧源１２は、図６の特性カーブ＜１＞を実現することができる。そしてこれらのバイアス電流源３とバイアス電圧源１２の各制御を合わせてレーザーダイオード１を制御することにより、上記特性カーブ＜２＞と上記特性カーブ＜１＞を合成した特性カーブが得られることになる。この合成特性カーブ（＜１＞＋＜２＞）は、図６の特性カーブ＜３＞として表される。
【００２８】
ところでここで論じている点は、図６の特性カーブ＜４＞で表される閾値電流（Ｉｔｈ）に追従させた特性カーブを有するバイアス電流（Ｉｂ）を得ることにある。そうすると、上記の合成特性カーブ＜３＞は所望の特性カーブ＜４＞にかなり良く近似しており、理想のバイアス電流（Ｉｂ）が得られることが分かる。ここで再び第１および第２実施例（図３および図４）について見ると、微小なバイアス電流（図２のＩｂ１）が常に所定の一定値に維持されるように、バイアス電圧源１２が働くことを必要とする。しかしながら、そのバイアス電流Ｉｂ１はレーザーダイオード１の特性変動によって完全な安定化を図ることができない。これは例えばレーザーダイオード１の温度変動や経年劣化に起因する。以下に述べる本発明の第３実施例は、バイアス電流（Ｉｂ）の温度変動等に基づく変化を抑制し得る機能をさらに具備するものである。
【００２９】
図７は本発明に係る第３実施例を表す図である。第３実施例によるレーザーダイオード駆動回路１０は、図示のごとく、可変バイアス電圧源３２からバイアス電圧Ｖｂに応じて、レーザーダイオード１に通電されるバイアス電流（Ｉｂ）をモニターするバイアス電流モニター手段３３と、この該バイアス電流モニター手段３３によるモニター出力に応じて、その可変バイアス電圧源３２からのバイアス電圧Ｖｂを変化させるバイアス電流帰還手段３１とを有する。
【００３０】
前述した抵抗１３は、このバイアス電流モニター手段３３としても兼用され、該バイアス電流モニター手段３３は、抵抗１３での電圧降下を検出して得たモニター出力を、バイアス電流帰還手段３１に送出する。
このバイアス電流帰還手段３１は、上記の電圧降下と予め定めた基準電圧Ｖｒｅｆとの間の差電圧を生成し、該差電圧を可変バイアス電圧源３２に帰還する増幅回路３５からなる。
【００３１】
さらに、駆動パルス電流源２のオン時に、バイアス電流モニター手段３３に流れる電流Ｉ′を阻止するダイオード３４を、バイアス電流モニター手段３３の入力側に設ける。このような電流Ｉ′が流れると、バイアス電流モニター手段３３は誤ったモニター出力を発生してしまうからである。
このように第３実施例では、抵抗１３によりバイアス電流Ｉｂを常にモニターし、このＩｂが基準電圧Ｖｒｅｆによって規定される一定値になるように、バイアス電圧源３２からのバイアス電圧Ｖｂを可変とする。なお、図７の回路は図３（第１実施例）の回路をベースにして描いているが、図４（第２実施例）の回路をベースにした場合にも勿論適用できる（図８）。
【００３２】
図８は第２実施例をベースにした第３実施例の具体例を示す図である。図に示すように、可変バイアス電圧源３２はきわめて単純に抵抗（Ｒ２）３２で実現されている。Ｒ２は例えば１８０Ωである。このとき既述の抵抗１３は、例えば１０ＫΩである。
またバイアス電流源３は、トランジスタＴｒ１およびこれに直列接続の抵抗Ｒで構成され、バイアス電流帰還手段３１の出力を、バイアス電流源３に帰還して、バイアス電圧源３２の出力電圧Ｖｂ′を可変とする。
【００３３】
さらに本図では、抵抗１３での前述した電圧降下の値を平均化するためのコンデンサ手段３８も示されている。抵抗１３によるモニター電圧は、信号入力Ｅｉｎが“Ｈ”または“Ｌ”に変化するのに伴って変化するから、これを安定なＤＣとしてのモニター電圧にすることが望まれる。このために設けたのがコンデンサ手段３８である。
【００３４】
上述した図８の回路をもとにして、第３実施例によるレーザーダイオード駆動回路によって、バイアス電流Ｉｂの温度変動（０℃←→２５℃←→６０℃）による変動があっても、バイアス電圧Ｖｂは一定に保たれることを具体的数値を用いて立証する。なお、使用するレーザーダイオード１の閾値電流は５００μＡで、バイアス電流Ｉｂは設定値を１００μＡとし、バイアス電圧ＶｂはＩｂ＝１００μＡのとき、Ｔａ＝２５℃で０．５Ｖ、Ｔａ＝０℃で０．７Ｖ、６０℃で０．３Ｖ、ダイオードの電圧降下は０．３Ｖとする。
【００３５】
したがって、初期条件（Ｔａ＝２５℃）において、バイアス電流源３により駆動する電流は、
１００（μＡ） …〔１〕（Ｉｂ₍₂₅₎）
〔（０．３＋０．５)(Ｖ）＋１００（μＡ）×１０（ＫΩ）〕／１８０（Ω）＝１０．０（mA）…〔２〕（Ｉ_R2(25)）
〔１〕＋〔２〕＝１０．１（mA）…〔３〕（Ｉ_Tr1(25)）
（なお（２５）は、２５℃であることを表す。）
となる。
【００３６】
回路動作は、まず抵抗１３（バイアス電流モニタとなっている）と、差動増幅アンプ３６とにより、Ｉｂの値を検出する。次段の反転アンプ３７は仮想接地により、入力されるそのＩｂの値を常に一定に保つように、制御信号ＣＮＴをバイアス電流源３に出力する。このバイアス電流源３と抵抗（Ｒ２）とによって、Ｖｂ（本例の場合、Ｔａ＝２５℃で０．８Ｖ）が決定され、バイアス電圧Ｖｂに応じたバイアス電流Ｉｂがレーザーダイオード１に流れる。
【００３７】
次に、例えばレーザーダイオード１の環境温度が６０℃に変動した際の回路動作を、以下に説明する。Ｖｂ＝１．８Ｖにおいて、周囲温度がＴａ＝６０℃に上昇したとすると、Ｉｂは増加し始め、それに伴い、抵抗１３での電圧降下も増加し始める。したがって、次段の差動アンプ３６の出力電位が上昇し始めるが、仮想接地となっている反転アンプ３７の出力（ＣＮＴ）は、反転アンプ３７の入力電位を一定に保つように、下降し始める。バイアス電流源３はその入力電位が下降し始めるので、これに伴ってレーザー駆動電流Ｉｄは減少し始める。これにより抵抗Ｒ２の電圧降下は減少、すなわちバイアス電圧Ｖｂが小さくなる（Ｖｂ₍₆₀₎＝０．７Ｖ）。
【００３８】
このように、バイアス電流Ｉｂの温度上昇による増加は、バイアス電圧Ｖｂの減少によりキャンセルされ、その結果、Ｉｂは変動することがない。この場合の電流条件は以下の式のようになっている。
１００（μＡ） …〔４〕（Ｉｂ₍₆₀₎）
〔（０．３＋０．３)(Ｖ）＋１００（μＡ）×１０（ＫΩ）〕／１８０（Ω）＝８．９（mA）…〔５〕（Ｉ_R2(60)）
〔４〕＋〔５〕＝９．０（mA）…〔６〕（Ｉ_Tr1(60)）
同様に、周囲温度がＴａ＝０℃となったときは、
１００（μＡ） …〔７〕（Ｉｂ₍₀₎）
〔（０．７＋０．３)(Ｖ）＋１００（μＡ）×１０（ＫΩ）〕／１８０（Ω）＝１１．１（mA）…〔８〕（Ｉ_R2(0)）
〔７〕＋〔８〕＝１１．２（mA）…〔９〕（Ｉ_Tr1(0)）
となり、バイアス電流Ｉｂの温度下降による減少は、バイアス電圧Ｖｂの増加によりキャンセルされ、その結果、Ｉｂは変動することがない。
【００３９】
以上詳述した第１、第２および第３実施例によって、本発明の技術思想がレーザーダイオードの駆動方法としても把握することができる。まず、
（１）レーザーダイオード１に最適バイアス電流を通電してレーザーダイオード１を最適動作させるようにしたレーザーダイオード１の駆動方法において、
上記の最適バイアス電流を維持するために、レーザーダイオード１に対し所定のバイアス電圧Ｖｂを印加するようにしたレーザーダイオードの駆動方法である。
【００４０】
（２）レーザーダイオード１の特性の変動に追従させて、上記の所定のバイアス電圧Ｖｂを可変とするようにしたレーザーダイオード１の駆動方法である。
（３）レーザーダイオード１に対し、上記の所定のバイアス電圧Ｖｂを印加するバイアス電圧制御と、モニターしたレーザーダイオード１からの出力光の変動に応じて該レーザーダイオード１に通電せしめるバイアス電流Ｉｂを変化させるバイアス電流制御とを並立させて、レーザーダイオード１を駆動するようにしたレーザーダイオード１の駆動方法である。
【００４１】
最後に本発明の基本実施例（第１実施例）を代表として、その詳細回路例を示しておく。
図９は第１実施例の詳細な回路構成例を示す図である。本図において、第１実施例の（１）駆動パルス電流源２を構成するのは、トランジスタＴｒ４〜Ｔｒ６および抵抗Ｒ１７〜Ｒ１９である。（２）抵抗１３に対応するのは、同図中左端の抵抗Ｒ４２である。（３）バイアス電圧源１２を構成するのは、抵抗Ｒ３５〜Ｒ３８である。（４）バイアス電流源３としては、抵抗Ｒ３９を用いた例を示す。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、高速駆動のために益々微小化する閾値電流を有するレーザーダイオードを用いた電気／光信号変換器において、その微小化した閾値電流に伴って微小化するバイアス電流を、大規模な制御回路を用いることなしに、高精度かつ高安定度をもって、所定値に保持することができる。この結果、いわゆる消光比劣化は大幅に改善され、高品位の高速光伝送特性を維持することができる。
【００４３】
また、高速駆動のレーザーダイオードにおいて、温度変動に伴う出力光のパルス幅変動も抑圧することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレーザーダイオード駆動回路の基本構成を表す図である。
【図２】本発明の動作原理を説明するための特性図である。
【図３】本発明に係る第１実施例を表す図である。
【図４】本発明に係る第２実施例を表す図である。
【図５】出力光のパルス幅変動について説明するための特性図である。
【図６】レーザーダイオードの温度対レーザー駆動電流の関係を表す特性図である。
【図７】本発明に係る第３実施例を表す図である。
【図８】第２実施例をベースにした第３実施例の具体例を示す図である。
【図９】第１実施例の詳細な回路構成例を示す図である。
【図１０】一般的なレーザーダイオード駆動回路を示す図である。
【図１１】バイアス電流駆動方式のもとでのレーザー駆動電流対出力光の関係を表す特性図である。
【符号の説明】
１…レーザーダイオード
２…駆動パルス電流源
３…バイアス電流源
１０…レーザーダイオード駆動回路
１１…バイアス手段
１２…バイアス電圧源
１３…抵抗
２１…出力光モニター手段
２２…ホトダイオード
３１…バイアス電流帰還手段
３２…可変バイアス電圧源
３３…バイアス電流モニター手段
３５…増幅回路
３８…コンデンサ手段

Claims

レーザーダイオードと、
前記レーザーダイオードに直列接続され、信号入力レベルの“Ｈ”または“Ｌ”に応じて、前記レーザーダイオードを発光または非発光とする駆動パルス電流源と、
前記レーザーダイオードを最適動作させるためのバイアス手段とを備え、ここに、該バイアス手段は、最適なバイアス電流を前記レーザーダイオードに通電可能なバイアス電圧を該レーザーダイオードに印加するバイアス電圧源を有することを特徴とするレーザーダイオードの駆動回路。
前記バイアス手段は、前記レーザーダイオードに前記バイアス電流を通電するバイアス電流源をさらに有する請求項１に記載のレーザーダイオードの駆動回路。
前記レーザーダイオードからの出力光をモニターし、そのモニター出力を、前記駆動パルス電流源および前記バイアス電流源にそれぞれ帰還して、前記出力光を安定化させる出力光モニター手段をさらに有する請求項２に記載のレーザーダイオードの駆動回路。
前記バイアス電圧源からの前記バイアス電圧に応じて前記レーザーダイオードに通電される前記バイアス電流をモニターするバイアス電流モニター手段と、
該バイアス電流モニター手段によるモニター出力に応じて、該バイアス電圧源からの該バイアス電圧を変化させるバイアス電流帰還手段とを有する請求項１に記載のレーザーダイオードの駆動回路。
前記バイアス電圧源の出力側と前記レーザーダイオードの出力側との間に接続される抵抗を備える請求項１に記載のレーザーダイオードの駆動回路。
前記バイアス電圧源の出力側と前記レーザーダイオードの出力側との間に接続される抵抗を備え、前記バイアス電流モニター手段は、該抵抗での電圧降下を検出して前記モニター出力とする請求項４に記載のレーザーダイオードの駆動回路。
前記バイアス電流帰還手段は、前記電圧降下と予め定めた基準電圧との間の差電圧を生成し該差電圧を前記バイアス電圧源に帰還する増幅回路からなる請求項６に記載のレーザーダイオードの駆動回路。
前記抵抗での電圧降下の値を平均化するコンデンサ手段を有する請求項６に記載のレーザーダイオードの駆動回路。
前記駆動パルス電流源のオン時に、前記バイアス電流モニター手段に流れる電流を阻止するダイオードを、該バイアス電流モニター手段の入力側に設ける請求項４に記載のレーザーダイオードの駆動回路。
駆動パルス電流源に直列接続され信号入力レベルの“Ｈ”または“Ｌ”に応じて発光または非発光とされるレーザーダイオードに対して最適バイアス電流を通電し、該レーザーダイオードを最適動作させるようにしたレーザーダイオードの駆動方法において、
前記最適バイアス電流を維持するために、前記レーザーダイオードに対し所定のバイアス電圧を印加することを特徴とするレーザーダイオードの駆動方法。
前記レーザーダイオードの特性の変動に追従させて、前記所定のバイアス電圧を可変とする請求項１０に記載のレーザーダイオードの駆動方法。
前記レーザーダイオードに対し、前記所定のバイアス電圧を印加するバイアス電圧制御と、モニターした前記レーザーダイオードからの出力光の変動に応じて該レーザーダイオードに通電せしめるバイアス電流を変化させるバイアス電流制御とを並立させて、該レーザーダイオードを駆動するようにした請求項１０に記載のレーザーダイオードの駆動方法。