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技術 変調光出力の変調度検出方法及び変調光出力の変調度検出装置

出願人 三洋電機株式会社
発明者 土屋博井上泰明西田豊三
出願日 1993年8月30日 (25年10ヶ月経過) 出願番号 1993-239198
公開日 1995年3月10日 (24年4ヶ月経過) 公開番号 1995-066481
状態 未査定
技術分野 半導体レーザ 半導体レーザ
主要キーワード 最大変調度 波形状態 無歪状態 接続中間点 Dフリップフロップ 変調度検出 他入力端 一入力端子
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1995年3月10日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

目的

半導体レーザ光出力特性を短時間に正確に検査できるようにする。

構成

高周波信号RFにより変調した電流注入される半導体レーザLDの変調光出力を検出するホトダイオードPDと、ホトダイオードPDの平均変調光出力に関連する電圧基準電圧7とを比較する比較器8と、比較器8の比較結果に応じてカウントアップ動作するアップダウンカウンタ12と、そのカウントデータに応じて、変調光出力の変調度を変化させ、カウント動作の停止により、変調光出力波形が無歪であるときの最大変調度を検出する構成にする。

概要

背景

半導体レーザは、それに駆動電流注入されることによりレーザ光出射する。そして出射したレーザ光の光出力は、注入した駆動電流に応じて変化する。ところで、このような半導体レーザはその製品が完成した後に、高周波変調した駆動電流を注入してレーザ光を出射させる。そして出射させたレーザ光の変調光出力を測定して半導体レーザの光出力特性検査を行っている。

このような半導体レーザの光出力特性の検査を行う場合、半導体レーザが出射するレーザ光をパワーメータ投射してレーザ光の平均変調光出力を測定できるようにする。また半導体レーザが出射したレーザ光をホトダイオードに投射し、受光したレーザ光を光電変換し、変換した電気信号オシロスコープに入力して、その画面に、ホトダイオードが受光したレーザ光の光出力波形を表示させてレーザの変調光出力の変調度観測できるようにする。

そして光出力波形を見ながら変調光出力の変調度を変化させて、変調光出力波形無歪状態にある最大変調度になしたときの光出力及びレーザ光の波長等を測定する。つまり、半導体レーザの光出力特性の検査は、レーザ光の変調光出力波形が、無歪であるときの最大変調度に達していることを測定条件としている。

概要

半導体レーザの光出力特性を短時間に正確に検査できるようにする。

高周波信号RFにより変調した電流が注入される半導体レーザLDの変調光出力を検出するホトダイオードPDと、ホトダイオードPDの平均変調光出力に関連する電圧基準電圧7とを比較する比較器8と、比較器8の比較結果に応じてカウントアップ動作するアップダウンカウンタ12と、そのカウントデータに応じて、変調光出力の変調度を変化させ、カウント動作の停止により、変調光出力波形が無歪であるときの最大変調度を検出する構成にする。

目的

本発明は斯かる問題に鑑み、変調光出力波形の無歪の状態における最大変調度を、変調光出力波形を観測せずに検出できる変調光出力の変調度検出方法及び変調光出力の変調度検出装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

半導体レーザ出射した変調光出力を検出する光出力検出手段を備え、前記変調光出力の変調度を連続的に変化させて、変調光出力が上昇し始める変調光出力を検出することにより、変調光出力が無歪状態最大変調度を検出することを特徴とする変調光出力の変調度検出方法。

請求項2

半導体レーザに注入する駆動電流変調すべくなしており、半導体レーザの変調光出力を検出する光出力検出手段と、該光出力検出手段の検出出力及び基準電圧を比較する比較器と、該比較器の比較結果に応じてカウント動作するカウンタとを備え、該カウンタのカウントデータに応じて変調光出力の変調度を連続的に変化させ、比較器の比較結果が反転した場合に、カウンタのカウント動作を停止させて、変調光出力が無歪状態にある最大変調度を検出すべく構成してあることを特徴とする変調光出力の変調度検出装置

技術分野

0001

本発明は、変調光出力変調度検出方法及び変調光出力の変調度検出装置に関するものである。

背景技術

0002

半導体レーザは、それに駆動電流注入されることによりレーザ光出射する。そして出射したレーザ光の光出力は、注入した駆動電流に応じて変化する。ところで、このような半導体レーザはその製品が完成した後に、高周波変調した駆動電流を注入してレーザ光を出射させる。そして出射させたレーザ光の変調光出力を測定して半導体レーザの光出力特性検査を行っている。

0003

このような半導体レーザの光出力特性の検査を行う場合、半導体レーザが出射するレーザ光をパワーメータ投射してレーザ光の平均変調光出力を測定できるようにする。また半導体レーザが出射したレーザ光をホトダイオードに投射し、受光したレーザ光を光電変換し、変換した電気信号オシロスコープに入力して、その画面に、ホトダイオードが受光したレーザ光の光出力波形を表示させてレーザの変調光出力の変調度観測できるようにする。

0004

そして光出力波形を見ながら変調光出力の変調度を変化させて、変調光出力波形無歪状態にある最大変調度になしたときの光出力及びレーザ光の波長等を測定する。つまり、半導体レーザの光出力特性の検査は、レーザ光の変調光出力波形が、無歪であるときの最大変調度に達していることを測定条件としている。

発明が解決しようとする課題

0005

ところで、前述したようにして半導体レーザの光出力特性を検査する場合には、変調光出力の変調度を確認するために、変調光出力波形を観測するオシロスコープを必要とする。また変調光出力波形を常に見ながら変調光出力波形の最大変調度を求めなければならず、そのセッティングに長い時間を要して煩わしさがあるという問題がある。

0006

本発明は斯かる問題に鑑み、変調光出力波形の無歪の状態における最大変調度を、変調光出力波形を観測せずに検出できる変調光出力の変調度検出方法及び変調光出力の変調度検出装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

第1発明に係る変調光出力の変調度検出方法は、半導体レーザが出射した変調光出力を検出する光出力検出手段を備え、前記変調光出力の変調度を連続的に変化させて、変調光出力が上昇し始める変調光出力を検出することにより、変調光出力が無歪状態の最大変調度を検出することを特徴とする。

0008

第2発明に係る変調光出力の変調度検出装置は、半導体レーザに注入する駆動電流を変調すべくなしており、半導体レーザの変調光出力を検出する光出力検出手段と、該光出力検出手段の検出出力及び基準電圧を比較する比較器と、該比較器の比較結果に応じてカウント動作するカウンタとを備え、該カウンタのカウントデータに応じて変調光出力の変調度を連続的に変化させ、比較器の比較結果が反転した場合に、カウンタのカウント動作を停止させて、変調光出力が無歪状態にある最大変調度を検出すべく構成してあることを特徴とする。

0009

第1発明では、変調光出力の変調度を大きくしていくと、所定の変調度までは変調光出力波形が歪まず変調光出力は変化しない。所定の変調度に達すると変調光出力波形が歪み始めて変調光出力が上昇し始める。変調光出力が上昇し始めるときの変調度が、変調光出力波形が無歪の状態における最大変調度に対応する。これにより、変調光出力を検出して、オシロスコープを用いずに、無歪状態の最大変調度を検出できる。

0010

第2発明では、半導体レーザの変調光出力を光出力検出手段が検出する。光出力検出手段の検出出力と、変調していない電流を注入したときの半導体レーザの光出力に対応させた基準電圧とを比較し、比較結果に応じてカウンタをカウント動作させると変調光出力の変調度が大きくなっていく。変調度が所定値に達して変調光出力波形が歪むと変調光出力が上昇する。そうすると比較器の比較結果が反転し、カウンタのカウント動作が停止し変調度が変化しなくなり、その変調度は変調光出力が上昇し始めたときの変調度、即ち変調光出力波形の無歪状態における最大変調度になる。これにより、変調光出力波形を監視せずに、変調光出力波形が無歪であるときの最大変調度を短時間に検出できる。

0011

先ず、本発明の原理図2により説明する。図3横軸を時間とし、縦軸を変調光出力としている変調光出力波形の波形図である。ここで変調光出力の平均値を30mWとしている。図3(a) は変調度が比較的小さい場合の波形状態を示している。このような変調度から変調度を順次大きくしていくと変調光出力波形の振幅が増大し、図3(b) に示すように変調光出力の最小値は0mWに到達する。そして、更に変調度を大きくすると、図3(c) に示すように変調光出力波形の後半の半周期の波形が歪んで平均変調光出力が上昇する。即ち図3(b) では変調光出力波形が無歪の状態で変調光出力の変調度が最大となっている。

0012

このような変化を、変調度を横軸とし、平均変調光出力を縦軸としてこれらの関係を表わすと、図4に示す如くになる。図4実線で示すように、平均変調光出力は、変調光出力の変調度を図3(a) から図3(b) に示す範囲で変化させても、平均変調光出力に変化が生じない。しかし、変調度を更に大きくして図3(c)に示すように変調光出力波形に歪が生じると平均変調光出力は上昇し始め、図4に示すA1 点から上昇することになる。

0013

したがって、平均変調光出力が上昇し始める変調光出力波形が無歪での変調度は最大となっている。そのため、平均変調光出力を監視することにより変調光出力波形が無歪の状態における最大変調度を検出できることになる。換言すれば、変調光出力波形が無歪の状態において、変調光出力波形を最大の変調度にすることができる。

0014

以下本発明をその実施例を示す図面により詳述する。図1は本発明に係る変調光出力の変調度検出方法を実施するための変調度検出装置の構成を示すブロック図である。定電流回路1はインダクタンス2と半導体レーザLDとの直列回路を介して接地されている。インダクタンス2と半導体レーザLDとの接続中間点コンデンサ3とFET4との直列回路を介して接地されている。高周波信号RFが入力されるアンプAP出力端子抵抗5を介してFET 4のソース側と接続されている。

0015

負電極−を接地している直流電源Eの正電極+はホトダイオードPDと抵抗6との直列回路を介して接地されている。ホトダイオードPDは半導体レーザLDが出射するレーザ光を受光するようになっている。ホトダイオードPDと抵抗6との接続中間点の電圧は、平均処理回路AAへ入力される。平均処理回路AAから出力される、それに入力された電圧の平均値の電圧は比較器8へ入力され、この比較器8には基準電圧7が入力されるようになっている。比較器8の比較出力NAND回路一入力端子へ入力され、インバータ11を介してDフリップフロップ10のクロック端子CKへ入力されるようになっている。

0016

NAND回路9の他入力端子にはクロックCLK が入力される。NAND回路9の出力端子はアップダウンカウンタ12のカウントアップ端子UPと接続されている。Dフリップフロップ10の入力端子DにはHレベルの信号SH が入力されるようになしている。Dフリップフロップ10の出力端子Qはパルス発生器13の入力端子13a と接続されており、その出力端子13b はアップダウンカウンタ12のカウントダウン端子DOWNと接続されている。アップダウンカウンタ12のカウントデータはデジタルアナログ変換器(以下D/A変換器という) 14へ入力されるようになっている。D/A 変換器14から出力されるアナログ信号は抵抗15を介してFET4のゲートへ入力されるようになっている。

0017

次にこのように構成した変調光出力の変調度検出装置の動作を変調光出力の変化を示す図2とともに説明する。先ず、高周波信号RFを入力せず、直流電流のみにより半導体レーザLDを駆動したときに、半導体レーザLDが出射するレーザ光の光出力に基づいて抵抗6に発生する電圧より僅かに高い基準電圧7を比較器8に与えておく。そのようにした状態でアンプ4に高周波信号RFを入力し、一方NAND回路9へクロックCLK を入力する。

0018

入力された高周波信号RFは抵抗5及びコンデンサ3を介して定電流回路1からの直流電流に重畳し、高周波信号RFにより変調された変調電流が駆動電流として半導体レーザLDに注入され、半導体レーザLDが駆動されてレーザ光を出射する。このレーザ光をホトダイオードPDが受光すると、直流電源EからホトダイオードPDを通り抵抗6に変調光出力に応じた電流が流れて抵抗6には変調光出力に応じた電圧が発生し、その電圧を平均処理回路AAで平均処理した平均値の電圧が比較器8へ入力される。

0019

それにより比較器8は平均変調光出力に応じた電圧と、基準電圧とを大小比較し、変調光出力に応じた電圧が基準電圧より低い場合は比較器8の出力がHレベルとなりNAND回路9がアクティブの状態となってクロックCLK がアップダウンカウンタ12のカウントアップ端子UPに入力されアップダウンカウンタ12はクロックCLK をカウントアップする。そのカウンタデータがD/A変換器14でアナログ信号に変換され、そのアナログ信号をFET4のゲートへ入力する。それによりFET 4のオン抵抗がカウントデータに応じて変化する。

0020

即ちカウントデータが大であるとFET4のオン抵抗が大になり、半導体レーザLDへ注入する駆動電流の変調度が大になり変調光出力の変調度が大きくなっていく。そのようにして変調度が大きくなり変調光出力波形の振幅が増大して歪が生じるようになると、即ち図2のA1 点に達すると、平均変調光出力が上昇し始める。それにともない抵抗6に発生する電圧が上昇し始めて図2のA2 点で示すように基準電圧7に達すると、比較器8の出力はLレベルになる。そうするとNAND回路9は非アクティブの状態となり、アップダウンカウンタ12によるカウントアップ動作が停止する。

0021

一方、Dフリップフロップ10のクロック端子CKにはHレベルの信号が与えられてDフリップフロップ10の出力端子QがHレベルに反転し、パルス発生器13がクロックCLK と同様のN個のパルスを発生し、アップダウンカウンタ12のカウントダウン端子DOWNへ入力させる。それによりアップダウンカウンタ12はN個のパルスをカウントダウンし、そのカウントデータをD/A変換器14によりアナログ信号に変換し、そのアナログ信号をFET4のゲートへ入力してFET 4のオン抵抗を低下させる。

0022

そうすると、高周波信号RFがFET4によりバイパスされ、直流電流を変調する高周波信号が少なくなって変調度が小さくなり、変調光出力波形が無歪で最大変調度となっている図2の平均変調光出力のA1 点にすることができる。なお、パルス発生器13が発生するパルスのパルス数を、変調度を平均変調光出力のA2 点からA1 点へ戻すまでに必要なパルス数を、予め測定して経験値として与えて発生させるようにしておくことにより、平均変調光出力のA1 点へ正確に戻すことができる。

0023

これにより、従来のようにオシロスコープを用いて、変調光出力波形を監視することなく、変調光出力が無歪状態にあるときの最大変調度を短時間に検出でき、それによって半導体レーザの光出力特性の検査のための測定をすることができる。そのため半導体レーザの光出力特性の検査時間を短縮でき、また変調光出力波形の監視を要しないことにより、半導体レーザの検査時の煩わしさも解消できる。なお、本実施例においては平均変調光出力に関連する電圧と基準電圧とを比較したが、それ以外に例えば実効変調光出力に関連する電圧と基準電圧とを比較しても同様の効果が得られるのは言うまでもない。

発明の効果

0024

以上詳述したように本発明による変調光出力の変調度検出方法及び変調度検出装置によれば、半導体レーザの光出力特性を検査するための条件となる、変調光出力波形の無歪状態における最大変調度を、オシロスコープを用いずに簡単に検出することができる。また変調光出力波形を監視をする必要がなく検査時の煩わしさも解消できる等の優れた効果を奏する。

図面の簡単な説明

0025

図1本発明に係る変調光出力の変調度検出装置の構成を示すブロック図である。
図2平均変調光出力と変調光出力波形の変調度との関係を示すグラフである。
図3変調度を異にした変調光出力波形の波形図である。
図4平均変調光出力と変調光出力波形の変調度との関係を示すグラフである。

--

0026

1定電流回路
4FET
7基準電圧
8比較器
9NAND回路
10Dフリップフロップ
12アップダウンカウンタ
13パルス発生器
14デジタル/アナログ変換器

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