(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定電流を流す定電流源と、
前記定電流源の一端には、半導体レーザの一端と１以上の可変抵抗を含む抵抗部の一端とが接続され、
前記抵抗部の他端に主電極が接続される電流制御素子と、
前記電流制御素子の制御電極に制御信号を印加することにより前記電流制御素子をオンオフさせて電流を制御する電流制御回路と、
前記抵抗部内の前記１以上の可変抵抗の抵抗値を調整することで、前記電流制御回路により前記電流制御素子をオンしたときの半導体レーザの順方向電圧を制御する抵抗値制御回路とを備え、前記順方向電圧に相当するバイアス電流を前記半導体レーザに流すことを特徴とする半導体レーザ駆動回路。
【請求項２】
前記半導体レーザの前記一端及び前記抵抗部の前記一端の電圧をモニタする電圧モニタ回路と、
前記半導体レーザの順方向電圧と順方向電流との関係を示すテーブルを記憶するメモリとを備え、
前記抵抗値制御回路は、前記半導体レーザの変調オフ時に前記半導体レーザに流す順方向電流に対応する順方向電圧を前記メモリから読み出し、前記電圧モニタ回路で得られた電圧が、前記メモリから読み出された順方向電圧になるように前記抵抗部の１以上の可変抵抗の抵抗値を制御することを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ駆動回路。
【請求項３】
前記電圧モニタ回路は、前記半導体レーザの順方向電圧と順方向電流との特性が変化したとき、モニタされた電圧に基づき前記メモリに記憶された前記半導体レーザの順方向電圧と順方向電流との特性を更新することを特徴とする請求項２記載の半導体レーザ駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザのバイアス電流を精密に制御し、高速且つ安定な半導体レーザの出力を得ることができる半導体レーザ駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は従来の半導体レーザ駆動回路の一例の構成を示すブロック図である（特許文献１）。この半導体レーザ駆動回路は、図５に示すように、定電流源１０３からの電流を半導体レーザ１０２とトランジスタ１０４とに分割し、電流制御回路１０９によりトランジスタ１０４をオン／オフさせることにより半導体レーザ１０４に流れる電流を制御し、半導体レーザ１０４を高速に駆動している。
【０００３】
図６は従来の半導体レーザ駆動回路の他の一例の構成を示すブロック図である（特許文献２）。この半導体レーザ駆動回路は、図６に示すように、画像データの階調値に対応した電力を半導体レーザＬＤに供給する電力制御回路Ｓと、半導体レーザＬＤに流れる電流値を計測し計測した電流値に基づいてバイアス階調値を設定するバイアス電流設定モジュール１７０と、設定されたバイアス階調値に基づき半導体レーザＬＤにバイアス電流を供給するバイアス電流供給回路Ｔとを備える。
【０００４】
即ち、半導体レーザＬＤのバイアス電流を精密に制御することにより、半導体レーザＬＤの高速応答性を高めることができる。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−９６３９４号公報
【特許文献２】特開２００９−２２４６９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図５に示す半導体レーザ駆動回路では、電流制御回路１０９によりトランジスタ１０４をオン（半導体レーザ１０２は変調オフ）させたときに半導体レーザ１０２に僅かな電流αを流しているが、電流制御回路１０９が温度変化や経時変化により影響を受けるため、半導体レーザ１０２に安定したバイアス電流を流すことができなかった。
【０００７】
また、図６に示す半導体レーザ駆動回路では、バイアス電流供給回路Ｔを設けるため、半導体レーザ駆動回路の構成が複雑化し且つ高価になる。
【０００８】
本発明の課題は、バイアス電流供給回路を設けることなく、電流制御回路の温度変化や経時変化により影響を受けずに、半導体レーザに安定したバイアス電流を流すことができる半導体レーザ駆動回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明に係る半導体レーザ駆動回路は、定電流を流す定電流源と、前記定電流源の一端に一端が接続される半導体レーザと、前記定電流源の一端に一端が接続され且つ１以上の可変抵抗を含む抵抗部と、前記抵抗部の他端に主電極が接続される電流制御素子と、前記電流制御素子の制御電極に制御信号を印加することにより前記電流制御素子をオンオフさせて電流を制御する電流制御回路と、前記抵抗部内の前記１以上の可変抵抗の抵抗値を制御する抵抗値制御回路とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る半導体レーザ駆動回路によれば、抵抗部内の１以上の可変抵抗の抵抗値の精密な調整により半導体レーザの一端の電圧を制御することで、半導体レーザの順電圧を制御し、半導体レーザの順電圧に相当するバイアス電流を半導体レーザに流すことができる。
【００１１】
従って、バイアス電流供給回路を設けることなく、電流制御回路の温度変化や経時変化により影響を受けずに、半導体レーザに安定したバイアス電流を流すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体レーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例１に係る半導体レーザ駆動回路における可変抵抗Ｒ２と合成抵抗Ｒとの関係を示す図である。
【図３】本発明の実施例１に係る半導体レーザ駆動回路における半導体レーザの順方向電圧と電流との関係を示す図である。
【図４】本発明の実施例２に係る半導体レーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図５】従来の半導体レーザ駆動回路の一例の構成を示すブロック図である。
【図６】従来の半導体レーザ駆動回路の他の一例の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の半導体レーザ駆動回路の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の実施例１に係る半導体レーザ駆動回路の構成を示す回路図である。この半導体レーザ駆動回路は、定電流源１、半導体レーザ２、電流制御素子３、抵抗部４、抵抗値制御回路５、電流制御回路６、電圧モニタ回路７およびメモリ８を備える。
【００１５】
定電流源１は、定電流Ｉｃを流す。半導体レーザ２は、定電流源１の一端Ａにアノードが接続され、カソードはグランドに接続され、半導体レーザ２の変調オフ時に定電流源１により電流Ｉｂが流れる。抵抗部４は、定電流源１の一端Ａに一端が接続され且つ可変抵抗Ｒ１と可変抵抗Ｒ２と可変抵抗Ｒ３と可変抵抗Ｒ４との並列回路からなる。
【００１６】
抵抗部４の他端にはバイポーラトランジスタからなる電流制御素子３のコレクタ（主電極）が接続されている。電流制御素子３のベース（制御電極）には電流制御回路６が接続されている。電流制御素子３のエミッタはグランドに接続されている。
【００１７】
電流制御回路６は、電流制御素子３のベースに制御信号を印加することにより電流制御素子３をオンオフさせて電流を制御する。抵抗値制御回路５は、抵抗部４内の可変抵抗Ｒ１〜Ｒ４の各可変抵抗の抵抗値を制御する。
【００１８】
電圧モニタ回路７は、半導体レーザ２のアノード及び抵抗部４の一端の電圧をモニタ（検出）する。メモリ８は、図３に示すような、半導体レーザ２の順方向電圧と順方向電流との関係を示すテーブルを記憶する。
【００１９】
抵抗値制御回路５は、半導体レーザ２の変調オフ時に半導体レーザ２に流す順方向電流（所定電流）に対応する順方向電圧（所定電圧）をメモリ８から読み出し、電圧モニタ回路７で得られた電圧が、メモリ８から読み出された順方向電圧になるように抵抗部４の可変抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値を制御する。
【００２０】
次に、このように構成された本発明の実施例１に係る半導体レーザ駆動回路の動作を説明する。
【００２１】
まず、半導体レーザ２の変調オフ時に流れる半導体レーザ２のバイアス電流をＩｂとし、このバイアス電流Ｉｂを所定の電流とする。定電流源１で生成された電流Ｉｃからバイアス電流Ｉｂを除く全ての電流（Ｉｃ−Ｉｂ）を電流制御素子３に流した場合に、一端Ａには（Ｉｃ−Ｉｂ）×Ｒの電圧が印加される。Ｒは抵抗部４の並列接続された可変抵抗Ｒ１〜Ｒ４の合成抵抗である。
【００２２】
この電圧は、半導体レーザ２の順電圧となっており、この順電圧が発生するバイアス電流Ｉｂが半導体レーザ２に流れる。即ち、抵抗Ｒの精密な調整により点Ａの電圧を制御することにより、半導体レーザ２の順電圧を制御し、この順電圧に相当するバイアス電流を半導体レーザ２に流すことができる。
【００２３】
ここでは、抵抗Ｒ１を固定抵抗とし、固定抵抗Ｒ１と可変抵抗Ｒ２とを用いた場合を例に上げて説明する。可変抵抗Ｒ２に対して固定抵抗Ｒ１と可変抵抗Ｒ２との合成抵抗Ｒは、図２に示すように変化する。
【００２４】
半導体レーザ２の順電圧は、材質により異なり、約２Ｖ〜７Ｖ程度である。定電流Ｉｃを２００ｍＡと仮定すると、合成抵抗Ｒの抵抗値は、１０〜３５Ωである。例えば、抵抗Ｒ１を２０Ωの固定抵抗とし、可変抵抗Ｒ２として１ｋΩ、１０ビット階調のデジタルポテンショメータを用いることにより、点Ａに印加される電圧（即ち、半導体レーザ２のバイアス電流）を１０ビット階調で制御することができる。
【００２５】
さらに、固定抵抗Ｒ１、可変抵抗Ｒ２の他に、図１に示すように、可変抵抗Ｒ３、可変抵抗Ｒ４として、同様のデジタルポテンショメータを並列に接続することにより、さらに、高精度にバイアス電流を制御することができる。
【００２６】
また、環境温度変化や経時変化により合成抵抗Ｒの値が変動する場合もある。このような場合には、電圧モニタ回路７が点Ａの電圧をモニタ（検出）し、抵抗値制御回路５は、点Ａの電圧が所定電圧になるように、即ち、半導体レーザ２の変調オフ時に半導体レーザ２に流す順方向電流（所定電流Ｉｂ）に対応する順方向電圧（所定電圧）をメモリ８から読み出し、電圧モニタ回路７で得られた電圧が、メモリ８から読み出された順方向電圧（所定電圧）になるように抵抗部４の可変抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値を制御する。
【００２７】
これにより、安定したバイアス電流を半導体レーザ２に流すことができる。従って、電流制御回路６は、簡単なＯＮ／ＯＦＦ回路で構成でき、電流制御回路６の温度特性や経時変化によりバイアス電流が変化することはない。
【００２８】
また、電圧モニタ回路７は、温度変化や経時変化により、半導体レーザ２の順方向電圧と順方向電流との特性が変化したときに、モニタされた電圧に基づきメモリ８の内容である半導体レーザ２の順方向電圧と順方向電流との特性を更新する。これにより、温度変化や経時変化により、半導体レーザ２の順方向電圧と順方向電流との特性が変化したときでも、半導体レーザ２に安定したバイアス電流を流すことができる。
【００２９】
このように、本発明の実施例１に係る半導体レーザ駆動回路によれば、抵抗部４内の１以上の可変抵抗の抵抗値の精密な調整により半導体レーザ２の一端の電圧を制御することで、半導体レーザ２の順電圧を制御し、半導体レーザ２の順電圧に相当するバイアス電流を半導体レーザ２に流すことができる。
【００３０】
従って、バイアス電流供給回路を設けることなく、電流制御回路６の温度変化や経時変化により影響を受けずに、半導体レーザ２に安定したバイアス電流を流すことができる。
【実施例２】
【００３１】
図４は、本発明の実施例２に係る半導体レーザ駆動回路の構成を示すブロック図である。実施例２に係る半導体レーザ駆動回路は、抵抗部４ａが固定抵抗Ｒ１と可変抵抗Ｒ２との直列回路で構成されていることを特徴とする。
【００３２】
このような固定抵抗Ｒ１と可変抵抗Ｒ２との直列回路であっても、可変抵抗Ｒ２として、１０ビット階調のデジタルポテンショメータを用いることにより、抵抗値を制御するので、バイアス電流供給回路を設けることなく、電流制御回路６の温度変化や経時変化により影響を受けずに、半導体レーザ２に安定したバイアス電流を流すことができる。
【００３３】
なお、本発明は、上述した実施例１および実施例２に係る半導体レーザ駆動回路に限定されるものではない。実施例１に係る半導体レーザ駆動回路では、抵抗部４として、複数の可変抵抗の並列回路を用いたが、例えば、抵抗部４の抵抗は、例えば、１つの可変抵抗でも良い。この場合、可変抵抗として、１０ビット階調のデジタルポテンショメータを用いることにより、実施例１および実施例２に係る半導体レーザ駆動回路の効果と同様な効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、半導体レーザ分析装置等に利用できる。
【符号の説明】
【００３５】
１  定電流源
２  半導体レーザ
３  電流制御素子
４，４ａ  抵抗部
５  抵抗値制御回路
６  電流制御回路
７  電圧モニタ回路
８  メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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