(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザダイオードを制御可能に駆動する半導体レーザダイオード駆動回路であって、該回路は、
半導体レーザダイオードと、
該半導体レーザダイオードの第１の端子と第１の電圧レベルとの間に接続された第１のスイッチングトランジスタとを含み、該第１のスイッチングトランジスタは、該半導体レーザダイオード駆動回路への入力信号に応答して動作しており、該回路は、
該半導体レーザダイオードの第２の端子と該第１の電圧レベルとの間に接続された電荷蓄積デバイスと、
該半導体レーザダイオードの該第２の端子と第２の電圧レベルとの間に接続された電圧降下手段とを含み、該電圧降下手段は該半導体レーザダイオードに対する逆バイアス電圧にほぼ等しい電圧降下を生成するよう動作可能であり、該回路はさらに、
該第２の電圧レベルと該半導体レーザダイオードの該第１の端子との間に接続された第２のスイッチングトランジスタを含み、該第２のスイッチングトランジスタは前記入力信号とは別個の信号に応答して、高い状態から低い状態への、前記入力信号の変化後に、逆バイアス電圧を前記半導体レーザダイオードに印加させるよう動作することを特徴とする半導体レーザダイオード駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信、より詳細には、光通信リンク内で用いられる半導体レーザダイオードを駆動するための回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の高速受動光網（Ｈ−ＰＯＮ）においては、ＤＣ光信号は、顧客構内の光網ユニット（ＯＮＵ）から登り方向に中央局に配置された光回線端局装置（ＯＬＴ）に送ることは許されなかった。これには、顧客ＯＮＵの所の半導体レーザダイオードがバイアス無しに動作することを要求される。
【０００３】
半導体レーザダイオードを従来の方法にてバイアス無しに動作した場合、駆動信号がターンオフしても、光出力が直ちにターンオフしないという問題が発生する。つまり、光出力にテールが観察される。このような状況が図１に示される。
【０００４】
テール放出は、１）レーザダイオード内にレーザダイオードが駆動されている最中に電荷が蓄積されること、および２）駆動電流が除去された後のレーザダイオード内での電荷の再結合プロセスが遅いという事実に起因する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
通常は、テールは、１００ｎｓに渡る。ただし、高速受動光網（Ｈ−ＰＯＮ）においては、（この光網は複数の顧客構内の光網ユニット（ＯＮＵ）がデータを指定されたタイムスロットを用いて順番に送信する時間分割システムであるが）、複数の異なる顧客構内ＯＮＵからの信号パケットが、しばしば、互いにテールの長さと比べてかなり接近して配列されるために、からまってしまうことがある。これは、ある特定の顧客構内ＯＮＵからのパケットが、その特定の顧客構内ＯＮＵのタイムスロットの直前のタイムスロットを用いて送信を行なった別の顧客構内ＯＮＵによって生成されたテールによる影響を受けることを意味する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の出願者は、テール長（持続時間）を低減、あるいはこれを実質的に除去することが重要であることに気付いた。本発明の原理によると、これが、テール除去器を備えるレーザダイオード駆動回路によって達成される。より詳細には、本発明によるレーザダイオード駆動回路は、パケット通信が終了したときに起動されるエネルギー排路を含む。本発明の一つの実施例においては、レーザダイオードの端子を短絡することで、このエネルギー排路が実現される。本発明のもう一つの実施例においては、レーザダイオードに逆バイアスが掛けられ、レーザダイオード内に蓄積された電荷が、こうして供給される電荷と結合される。一つの好ましい実施例においてはテール放出が実質的に完全に除去される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図２は、レーザダイオード（ＬＤ）２０５を、バイアス無しに駆動するための単純な従来の技術による構成を示す。ｎ−ＭＯＳトランジスタ２０１がスイッチとして動作する。ゲート２０３への信号が高値となると、ｎ−ＭＯＳトランジスタ２０１は導通状態となり、電流がレーザダイオード２０５に流れ、レーザ光線の放出を引き起こす。その後、ゲート２０３への信号（Ｓ）が低値となり、ｎ−ＭＯＳトランジスタ２０１がターンオフしたとき、レーザダイオード２０５内に蓄積されたエネルギーは排路を失う。このために、こうして蓄積されたエネルギーが、レーザダイオード内部でゆっくりと放電する。従来の技術のテールの問題は、この低速な放電に起因する。
【０００８】
この問題を解消するために、図３に示す回路では、本発明によるエネルギー排路が追加される。図３の回路の下側には、図２の回路が示される。図３の回路には、図２の回路に加えて、ｐ−ＭＯＳトランジスタ３０７と、プルアップ抵抗３０９が追加されている。
【０００９】
図３の回路において、ｐ−ＭＯＳトランジスタ３０７のゲート３１１は、通常は、プルアップ抵抗３０９によって高値にセットされる。このために、ｐ−ＭＯＳトランジスタ３０７は、オフ状態となっている。前述と同様に、レーザダイオード２０５は、ゲート信号Ｓが高値となり、ｎ−ＭＯＳトランジスタ２０１がターンオンしたときに起動される。パケット通信が終了すると、例えば、高速受動光網（Ｈ−ＰＯＮ）システム内に既に存在する送信パケット信号の変化に応答して、“ＬＯＷ”パルスが、ｐ−ＭＯＳトランジスタ３０７のゲート３１１に加えられる。このパルスを受けると、ｐ−ＭＯＳトランジスタ３０７は、導通状態、つまり、オン状態となり、同時に、ｎ−ＭＯＳトランジスタ２０１は、オフ状態となる。このために、レーザダイオード２０５の端子が、互いに短絡され、レーザダイオードに対するエネルギー排路が形成される。この方法では、長所として、レーザ放出テールの長さが短縮される。
【００１０】
図４は、本発明のもう一つの実施例を示す。この実施例は、要素が追加される分コストは高くなるが、エネルギー排出プロセスはさらに加速される。より詳細には、図３に示される回路に、さらに、ダイオード４２１、４２３、並びに、コンデンサ４２５が追加される。ダイオード４２１、４２３は、高電流整流ダイオードである。信号Ｓ１が高値のときは、電流は、ダイオード４２１、４２３を通り、レーザダイオード（ＬＤ）２０５を経て、ｎ−ＭＯＳトランジスタ２０１へと流れる。ポイントＡにおける電位は、Ｖｏ  −２Ｖｔｈである。ここで、Ｖｔｈは、ダイオード４２１、４２３の順方向閾値である。通常、Ｖｔｈは、Ｓｉ整流ダイオードにおいては約０．７Ｖである。この電位Ｖｏ  −２Ｖｔｈが、コンデンサ４２５内に蓄積される。その後、パケット信号Ｓ１が終了すると、ｎ−ＭＯＳトランジスタ２０１はターンオフされ、ｐ−ＭＯＳトランジスタ３０７がゲート３１１の所の信号Ｓ２を低値にすることによってターンオンされる。このために、レーザダイオード２０５が、２Ｖｔｈだけ後方にバイアスされ、コンデンサ４２５および電圧源Ｖｏ  から逆電流が供給される。このようにして、レーザダイオード２０５は完全に遮断され、この内部の能動電荷は、コンデンサ４２５によって供給される電荷と再結合されるために迅速に除去される。長所として、この回路は、テール放出を、実質的に完全に除去する。
【００１１】
上では、レーザダイオードの所に逆バイアスを発生させるために、２つのダイオードを用いて電圧降下が達成された。ただし、これは、単に一例を示すためのものであり、この電圧降下を達成するために、他の様々な技法を用いることも可能であり、例えば、これに限定されるものではないが、抵抗、ツェナーダイオード等を用いることも可能である。当業者においては理解できるように、電圧降下を達成するための要素としては、好ましくは、与えられたレーザダイオードの動作特性および電源電圧に対して、最大の電圧降下を達成でき、しかもレーザダイオードが能動状態のときの電流消費が最小となるものを選択する。
【００１２】
ｎ−ＭＯＳトランジスタとｐ−ＭＯＳトランジスタの使用も、単に一例として示したに過ぎない。当業者においては理解できるように、用いられるトランジスタのタイプを変更することも可能である。さらに、本発明を実施するためには、必ずしも反対のタイプのトランジスタを用いる必要はなく、本発明は同一タイプのトランジスタを用いて実施することも可能である。
【００１３】
参考のために、信号値の読取りに対して閾値技術が用いられるために、１から０への各遷移において生成されるテールは、光網ユニット（ＯＮＵ）が単一である場合は、これらテールの電力は、用いられるレーザダイオードにもよるが、典型的には、レーザダイオードの出力電力の１０％を超えることはないために容易に無視できる。ただし、実際には多数のＯＮＵが存在し、ＯＮＵのタイプによってレーザダイオードの出力電力が大幅に異なる。例えば、あるレーザダイオードの出力電力が、別のレーザダイオードの出力電力の１０００倍に達し、大きな出力電力を生成するレーザダイオードのテールが、小さな出力電力を生成する次のＯＮＵのレーザダイオードからの信号を遙かに超える場合がある。換言すれば、本発明を用いない場合は、あるＯＮＵのレーザダイオードによって生成されたテールが、次のＯＮＵのレーザダイオードによって生成された信号と比べて非常に大きな場合は、伝送エラーが発生することとなる。実際、小さな信号が大きなテールによって完全に隠される（“ｂｕｒｉｅｄ”）ことがある。
【００１４】
上述の説明は単に本発明の原理を解説するものである。ここでは明示されなかったが本発明の原理を具現する様々な構成を考案することが可能であり、これら構成も本発明の精神および範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】半導体レーザダイオードをバイアス無しに従来の方法を用いて動作した場合に発生するテールの一例を示す図である。これは、駆動信号がターンオフされても、光出力が直ちにターンオフされないために発生する。
【図２】レーザダイオードをバイアス無しに駆動するための単純な従来の構成を示す図である。
【図３】本発明の原理によるエネルギー排路を持つレーザダイオードを駆動するための一例としての構成を示す図である。
【図４】本発明のもう一つの実施例を示す図である。この実施例では、要素が追加される分コトスは高くなるが、レーザダイオードのエネルギー排出プロセスはさらに加速される。
【符号の説明】
２０１  ｎ−ＭＯＳトランジスタ
２０３、３１１  ゲート
２０５  レーザダイオード（ＬＤ）
３０７  ｐ−ＭＯＳトランジスタ
３０９  プルアップ抵抗
４２１、４２３  ダイオード
４２５  コンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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