(57)【要約】【課題】従来に比して更に消費電力を低減することが可能な半導体レーザ駆動回路を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係る半導体レーザ駆動回路１は、半導体レーザ５に印加する駆動電圧Ｖｌｄを生成する電圧発生回路２２と、半導体レーザ５の光出力強度が所定の値となるように半導体レーザ５の駆動電流Ｉｂを制御する制御信号Ｖｂを生成する光出力制御回路２０と、駆動電流Ｉｂを検知する電流検知回路１４とを備え、電圧発生回路２２は、電流検知回路１４によって検知された駆動電流Ｉｂが制御信号Ｖｂに対応する値となるように駆動電圧Ｖｌｄを制御することを特徴とする。【選択図】図１
2008159909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザに印加する駆動電圧を生成する電圧発生回路と、
前記半導体レーザの光出力強度が所定の値となるように該半導体レーザの駆動電流を制御する制御信号を生成する光出力制御回路と、
前記駆動電流を検知する電流検知回路と、
を備え、
前記電圧発生回路は、前記電流検知回路によって検知された前記駆動電流が前記制御信号に対応する値となるように前記駆動電圧を制御する
ことを特徴とする、半導体レーザ駆動回路。
【請求項２】
前記電流検知回路は、前記半導体レーザに直列に接続されており、
前記電圧発生回路は、当該電流検知回路の有するインピーダンスによる電圧降下値が前記制御信号に対応するように前記駆動電圧を制御することを特徴とする、請求項１に記載の半導体レーザ駆動回路。
【請求項３】
前記半導体レーザの温度を検出する温度検出回路を更に備え、
前記光出力制御回路は、前記温度検出回路によって検出された温度に応じて前記制御信号を調整することを特徴とする、請求項１又は２に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、半導体レーザ駆動回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザ駆動回路は、バイアス電流源と、差動対トランジスタ及び変調電流源を有する変調ドライバとを備え、バイアス電流源によって生成されるバイアス電流を供給すると共に、変調電流源によって生成される変調電流を差動対トランジスタによって切り替えて供給し、半導体レーザを発光させる。また、半導体レーザ駆動回路は、モニタＰＤ（Photo Diode）とＡＰＣ（Auto Power Control）回路とを更に備え、モニタＰＤによって半導体レーザの一部の光を受光してモニタ電流を生成し、ＡＰＣ回路によって半導体レーザの光出力パワー及び消光比が一定となるようにモニタ電流に応じてバイアス電流及び変調電流を制御する。この半導体レーザ駆動回路では、低消費電力化のために半導体レーザの駆動電圧を変更するためのＤＣ／ＤＣコンバータを備えることが知られている（例えば特許文献１及び２）。
【特許文献１】特開平０６−２７５８９５号公報
【特許文献２】特開２００２−１５８３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一般に、半導体レーザの光出力パワー及び消光比を安定化するためには安定した駆動電流制御が必要であり、半導体レーザ駆動回路ではバイアス電流源及び変調電流源におけるトランジスタを常に飽和状態で動作させる必要がある。そのために、バイアス電流源及び変調電流源におけるトランジスタのコレクタ−エミッタ間電圧（又はドレイン−ソース間電圧）、すなわち半導体レーザの駆動電圧を十分に大きくする必要がある。その結果、バイアス電流源及び変調電流源における損失が大きく、この損失が低消費電力化を妨げていた。
【０００４】
そこで、本発明は、従来に比して更に消費電力を低減することが可能な半導体レーザ駆動回路を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の半導体レーザ駆動回路は、（１）半導体レーザに印加する駆動電圧を生成する電圧発生回路と、（２）半導体レーザの光出力強度が所定の値となるように半導体レーザの駆動電流を制御する制御信号を生成する光出力制御回路と、（３）駆動電流を検知する電流検知回路とを備え、（４）電圧発生回路は、電流検知回路によって検知された駆動電流が制御信号に対応する値となるように駆動電圧を制御することを特徴とする。
【０００６】
この半導体レーザ駆動回路によれば、半導体レーザの駆動電圧を制御することによって半導体レーザの駆動電流を制御することができるので、従来備えていた電流源であって半導体レーザを電流駆動するための電流源を削除することができる。したがって、従来のように電流源から生成される駆動電流を安定化するために過大な駆動電圧を印加することによって発生する電流源における損失を低減することができる。
【０００７】
上記した電流検知回路は、半導体レーザに直列に接続されており、上記した電圧発生回路は、電流検知回路の有するインピーダンスによる電圧降下値が制御信号に対応するように駆動電圧を制御することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、半導体レーザの駆動電圧が、電流検知回路の有するインピーダンスの電圧降下値と半導体レーザの順方向電圧とによって決まる最小な唯一の値に制御されるので、消費電力が最小となるように制御することができる。
【０００９】
上記した半導体レーザ駆動回路は、半導体レーザの温度を検出する温度検出回路を更に備え、上記した光出力制御回路は、温度検出回路によって検出された温度に応じて制御信号を調整することを特徴とする。
【００１０】
一般に、半導体レーザでは、光出力強度を一定に保持するために必要な駆動電流が温度に応じて大きく異なる。この構成によれば、半導体レーザの温度に応じて制御信号を調整することによって駆動電流を調整することができるので、各温度において適切な低消費電力化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、従来に比して更に半導体レーザ駆動回路の消費電力を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。また、信号及び電流それぞれと共に併記する記号は、それぞれのレベルとしても用いることとする。
［第１の実施形態］
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体レーザ駆動回路を示す回路図である。図１に示す半導体レーザ駆動回路１は、半導体レーザ（以下、ＬＤという。）５を駆動するための回路である。半導体レーザ駆動回路１は、変調ドライバ１２、バイアス電流検知回路１４、モニタ用ホトダイオード（以下、モニタＰＤという。）１６、温度センサ１８、オートパワーコントロール回路（以下、ＡＰＣ回路という。）２０及びＤＣ−ＤＣコンバータ２２を備えている。
【００１４】
変調ドライバ１２は、入力変調信号に基づきＬＤ５に変調電流Ｉｍを供給して、ＬＤ５を強度変調する。変調ドライバ１２は、差動対を構成するトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２と変調電流源１３とを有している。
【００１５】
トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のベースには、それぞれ、入力端子４０を介して差動変調信号が入力される。トランジスタＴｒ１のコレクタは、インピーダンス素子３０を介してＤＣ−ＤＣコンバータ２２の出力に接続され、コンデンサ３２と抵抗３４との直列回路を介してＬＤ５のカソードに接続されている。また、トランジスタＴｒ２のコレクタは、インピーダンス素子３６を介してＤＣ−ＤＣコンバータ２２の出力に接続され、ＬＤ５のアノードにも接続されている。
【００１６】
インピーダンス素子３０，３６としては、抵抗、インダクタ、又は抵抗とインダクタとの合成回路が用いられる。なお、コンデンサ３２は直流電圧をカットするために設けられており、抵抗３４はコンデンサ３２と後述するインダクタ３８との共振を防止するために設けられている。
【００１７】
トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のエミッタは共通接続されており、この共通エミッタと接地との間には、変調電流源１３が接続されている。変調電流源１３は、ＡＰＣ回路２０からの変調電流制御信号Ｖｍによって、ＬＤ５に供給する変調電流Ｉｍの値を設定する。
【００１８】
ＬＤ５のカソードはインダクタ３８を介してバイアス電流検知回路１４の一端に接続されており、バイアス電流検知回路１４の他端は接地されている。バイアス電流検知回路１４の一端は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２に接続されている。バイアス電流検知回路１４は、ＬＤ５に流れるバイアス電流（駆動電流）Ｉｂを検知し、このバイアス電流Ｉｂの値を表す検知信号ＶｂｓをＤＣ−ＤＣコンバータ２２へ出力する。具体的には、バイアス電流検知回路１４は、インピーダンスを有しており、バイアス電流Ｉｂとインピーダンスとで決まる電圧、検知信号Ｖｂｓ、を生成する。
【００１９】
なお、インダクタ３８は、変調ドライバ１２からの変調電流Ｉｍによって検知信号Ｖｂｓが変動することを防止するために設けられている。
【００２０】
モニタＰＤ１６のカソードは電源Ｖｃｃに接続され、モニタＰＤ１６のアノードはＡＰＣ回路２０の入力に接続されている。モニタＰＤ１６は、ＬＤ５から出射される光の一部を受け、この光の強度に応じた電流ＩｍｐｄをＡＰＣ回路２０へ供給する。
【００２１】
温度センサ１８は、ＡＰＣ回路２０の入力に接続されている。温度センサ１８は、ＬＤ５の周囲温度を検出し、この周囲温度に応じた信号ＶｔをＡＰＣ回路２０へ供給する。
【００２２】
ＡＰＣ回路２０は、温度信号Ｖｔに対応したＰＤ電流制御目標値Ｉｔｐｄのデータテーブルを予め記憶している。ＰＤ電流制御目標値Ｉｔｐｄは、ＬＤ５の光出力が所望の平均光出力パワーＰａｖｅ及び消光比ＥＲとなるように、周囲温度ごとに予め設定された電流Ｉｍｐｄの目標値である。ＰＤ電流制御目標値Ｉｔｐｄは、予め実験やシミュレーションなどよって求められ、そのときの周囲温度を表す温度信号Ｖｔに対応付けられて記憶素子に記憶されている。
【００２３】
ＡＰＣ回路２０は、温度信号Ｖｔに対応したＰＤ電流制御目標値Ｉｔｐｄを選択し、選択されたＰＤ電流制御目標値Ｉｔｐｄに電流Ｉｍｐｄが等しくなるよう、変調電流制御信号Ｖｍ及びバイアス電流制御信号Ｖｂを生成する。ＡＰＣ回路２０は、変調電流制御信号Ｖｍを出力し、変調電流Ｉｍを設定することによってＬＤ５に帰還制御を施す。また、ＡＰＣ回路２０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２へバイアス電流制御信号Ｖｂを出力する。
【００２４】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２２は、検知信号Ｖｂｓの値がバイアス電流制御信号Ｖｂの値となるように、その出力（駆動電圧）Ｖｌｄを制御する。ＤＣ−ＤＣコンバータ２２及びＡＰＣ回路２０は、駆動電圧Ｖｌｄを設定することによってバイアス電流Ｉｂを設定し、ＬＤ５に帰還制御を施す。
【００２５】
次に、図１及び図２を参照して、本発明の半導体レーザ駆動回路１の動作を説明する。図２は、図１に示す半導体レーザ駆動回路１の起動時の各部信号波形を示すタイミングチャートである。
【００２６】
半導体レーザ駆動回路１は、起動時に、上記したバイアス電流Ｉｂを制御する帰還制御と変調電流Ｉｍを制御する帰還制御との二つの帰還制御を同時に行うことによる異常動作を防止するために、以下のように動作する。
【００２７】
まず、電源電圧Ｖｃｃが入力されると、半導体レーザ駆動回路１はリセット動作を行い、変調電流Ｉｍ及び駆動電圧Ｖｌｄの生成を停止する。その後、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２が動作を開始し、駆動電圧ＶｌｄをＬＤ５が発光しないような十分低い電圧、例えば約１．０Ｖに設定する（第１の制御期間）。その後、バイアス電流Ｉｂが予め設定した固定値となるように、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２によって帰還制御を行い、駆動電圧Ｖｌｄを決定する（第２の制御期間）。
【００２８】
駆動電圧Ｖｌｄが安定した後、モニタＰＤ１６からの電流Ｉｍｐｄが一定となるように、電流Ｉｍｐｄ及び温度信号Ｖｔに応じてバイアス電流Ｉｂを帰還制御することによってＡＰＣ制御を行い、駆動電圧Ｖｌｄを調整する（第３の制御期間）。その後、駆動電圧Ｖｌｄが安定したら、駆動電圧Ｖｌｄを保持したまま、電流Ｉｍｐｄ及び温度信号Ｖｔに応じて変調電流Ｉｍを帰還制御する（第４の制御期間）。
【００２９】
以下では、第３の制御期間におけるバイアス電流ＩｂのＡＰＣ制御動作及び第４の制御信号における変調電流Ｉｍの帰還制御動作について詳細に説明する。第３の制御期間では、モニタＰＤ１６によってＬＤ５からの光の強度に応じた電流Ｉｍｐｄが生成され、温度センサ１８によってＬＤ５の周囲温度に応じた温度信号Ｖｔが生成される。すると、ＡＰＣ回路２０によって温度信号Ｖｔに対応したＰＤ電流制御目標値Ｉｔｐｄが選択され、選択されたＰＤ電流制御目標値Ｉｔｐｄに電流Ｉｍｐｄが等しくなるように変調電流制御信号Ｖｍ及びバイアス電流制御信号Ｖｂが生成される。また、バイアス電流検知回路１４によってＬＤ５のバイアス電流Ｉｂの値を表す検知信号Ｖｂｓが生成される。
【００３０】
すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２によってバイアス電流検知回路１４からの検知信号Ｖｂｓの値がバイアス電流制御信号Ｖｂの値となるように、駆動電圧Ｖｌｄの値を制御し、バイアス電流Ｉｂを設定する。このように設定されたバイアス電流ＩｂによってＬＤ５に帰還制御が施され、光出力の平均値Ｐａｖｅが一定に保たれる。
【００３１】
その後、第４の制御期間では、この変調電流制御信号Ｖｍに応じて、変調電流源１３によって変調電流Ｉｍが設定される。このように設定された変調電流ＩｍによってＬＤ５に帰還制御が施され、消光比ＥＲが一定に保たれる。
【００３２】
一般に、半導体レーザでは、平均光出力パワー及び消光比ＥＲを一定に保持するために必要なバイアス電流Ｉｂ及び変調電流Ｉｍの値が周囲温度に応じて大きく異なる。図３は、ＬＤ５の駆動電流Ｉｂ，Ｉｍ対光出力強度特性を示す図であり、図４は、ＬＤ５の駆動電流Ｉｂ，Ｉｍ対平均光出力パワーＰａｖｅ特性を示す図である。
【００３３】
図３によれば、室温（例えば２５℃）時の特性曲線Ｃ２５と高温（例えば８５℃）時の特性曲線Ｃ８５とが大きく異なり、ＬＤ５の光出力パワーＰａｖｅ及び消光比ＥＲ（ＥＲ＝Ｐ１／Ｐ０）を一定に保持するためのバイアス電流Ｉｂ２５とＩｂ８５、変調電流Ｉｍ２５とＩｍ８５がそれぞれ大きく異なることがわかる。また、図４によれば、室温時の特性曲線Ｄ２５及び高温時の特性曲線Ｄ８５から、ＬＤ５の光出力パワーＰａｖｅを一定に保持するためには、高温時には室温時の２倍の駆動電流Ｉｂが必要であることがわかる。なお、室温時の特性曲線Ｅ２５及び高温時の特性曲線Ｅ８５から、ＬＤ５の順方向電圧Ｖｆは周囲温度に依存せずほぼ一定であることがわかる。
【００３４】
このように、ＬＤ５の周囲温度が変動した場合には、温度センサ１８からの温度信号Ｖｔに応じて、ＡＰＣ回路２０によってＰＤ電流制御目標値Ｉｔｐｄが変更され、上記したように変調電流Ｉｍ及びバイアス電流Ｉｂが調整されて、光出力パワーＰａｖｅ及び消光比ＥＲが一定に保持される。
【００３５】
次に、第１の実施形態の半導体レーザ駆動回路１の実施例と従来の半導体レーザ駆動回路の比較例とを比較することによって、本発明をより具体的に説明する。
（実施例１）
【００３６】
入力変調信号のマーク率を１／２とすると、実施例１における半導体レーザ駆動回路１の消費電力Ｗ１は、以下のように求めることができる。
Ｗ１＝Ｖｌｄ×（Ｉｂ＋Ｉｍ／２）／η＋Ｐｃ
η：ＤＣ−ＤＣコンバータ２２における電力部の効率
Ｐｃ：ＤＣ−ＤＣコンバータ２２における制御回路の消費電力
【００３７】
ここで、η＝８５％、Ｐｃ＝１０ｍＡ（静的電流）とすると、３ｍＷの平均光出力パワーＰａｖｅを得るために、半導体レーザ駆動回路１の消費電力Ｗ１は以下のようになった。
周囲温度２５℃において
Ｗ１＝１．２５V×（２６．１ｍＡ＋２５．７ｍＡ／２）／０．８５＋３．３Ｖ×１０ｍＡ＝９０ｍＷ
周囲温度８５℃において
Ｗ１＝１．５V×（４９．７ｍＡ＋４６．７ｍＡ／２）／０．８５＋３．３Ｖ×１０ｍＡ＝１６２ｍＷ
（比較例）
【００３８】
図７は、従来の半導体レーザ駆動回路を示す回路図である。図７に示す半導体レーザ駆動回路１０は、半導体レーザ駆動回路１においてＤＣ−ＤＣコンバータ２２及び温度センサ１８を備えず、バイアス電流検知回路１４の代わりにバイアス電流源４５を備えている構成で第１の実施形態と異なっている。
【００３９】
バイアス電流源４５は、ＡＰＣ回路からのバイアス電流制御信号Ｖｂに応じてバイアス電流Ｉｂを設定する。また、ＬＤ５の駆動電圧として電源Ｖｃｃが用いられる。
【００４０】
入力変調信号のマーク率を１／２とすると、比較例における半導体レーザ駆動回路１０の消費電力Ｗ０は、以下のように求めることができる。
Ｗ０＝Ｖｃｃ×（Ｉｂ＋Ｉｍ／２）
【００４１】
ここで、η＝８５％、Ｐｃ＝１０ｍＡ（静的電流）とすると、３ｍＷの平均光出力パワーＰａｖｅを得るために、半導体レーザ駆動回路１０の消費電力Ｗ０は以下のようになった。
周囲温度２５℃において
３．３V×（２６．１＋２５．７／２）ｍＡ＝１２８ｍＷ
周囲温度８５℃において
３．３V×（４９．７＋４６．９／２）ｍＡ＝２４１ｍＷ
【００４２】
このように、実施例１の半導体レーザ駆動回路１では、比較例１の半導体レーザ駆動回路１０に比べて、消費電力を周囲温度２５℃で約３０％低減することができ、８５℃で約３３％低減することができる。
【００４３】
第１の実施形態の半導体レーザ駆動回路１によれば、ＬＤ５、モニタＰＤ１６、ＡＰＣ回路２０及びＤＣ−ＤＣコンバータ２２の帰還ループでＬＤ５の駆動電圧Ｖｌｄを制御することによって、ＬＤ５のバイアス電流Ｉｂを制御することができるので、従来のようにＬＤ５を電流駆動するためのバイアス電流源を備える必要がない。したがって、従来のようにバイアス電流源によって生成される電流を安定化するために、すなわちバイアス電流源におけるトランジスタを常に飽和状態で安定化するために過大な駆動電圧Ｖｌｄを印加する必要がなく、バイアス電流源における損失を低減することができる。
【００４４】
詳説すれば、従来の半導体レーザ駆動回路１０では、ＡＰＣ回路２０によりＬＤ５への供給電流（すなわち、バイアス電流Ｉｂ及び変調電流Ｉｍ）を制御するには、いわば、定電流源４５，１３を用い、電源電圧Ｖｃｃをこの電流源４５，１３の出力電圧よりも十分に大きな値に設定しておくことで、定電流性を広い範囲で確保していた。その結果、回路の実動作上で、定電流源４５の出力電圧が小さくて済む場合には、Ｖｃｃ−Ｖｂが余剰電圧、Ｉｂ×（Ｖｃｃ−Ｖｂ）の余剰電力を熱として放出していたことになる。
【００４５】
しかしながら、第１の実施形態の半導体レーザ駆動回路１によれば、ＬＤ５の駆動電圧Ｖｌｄが、バイアス電流検知回路１４における固定インピーダンスの電圧降下値と半導体レーザの順方向電圧Ｖｆとによって決まる最小な値に制御されるので、従来の半導体レーザ駆動回路１０のようにトランジスタのバイアスＶｃｅで消費される損失、すなわち熱として放出していた余剰電力を削減することができ、消費電力が最小値に制御される。
【００４６】
また、第１の実施形態の半導体レーザ駆動回路１によれば、ＬＤ５の周囲温度に応じてバイアス電流制御信号Ｖｂの値を調整することによって、バイアス電流Ｉｂを調整することができるので、各周囲温度において適切な低消費電力化を図ることができる。
【００４７】
上記した特許文献１及び２に記載の半導体レーザ駆動回路では、ＬＤ５の駆動電圧ＶｌｄはＬＤ５に印加される電圧をモニタすることにより制御されるが、本実施形態の半導体レーザ駆動回路１では、ＬＤ５に供給されるバイアス電流Ｉｂをモニタすることにより制御されるので、特許文献１及び２に記載の半導体レーザ駆動回路に比べて最適な制御を行うことができると共に、ＬＤ５の発光パターン（光出力パワーＰａｖｅ及び消光比ＥＲ）の直接制御を行うことができる。
【００４８】
第１の実施形態の半導体レーザ駆動回路１によれば、１Ｇｂｐｓ以上の伝送速度であって、屋外使用にたえるような高温動作に適した光送信機を得ることができる。また、装置の小型化、経済化を図ることができると共に、装置の消費電流、発熱の低減を図ることができる。
［第２の実施形態］
【００４９】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る半導体レーザ駆動回路を示す回路図である。図５に示す半導体レーザ駆動回路１Ａは、半導体レーザ駆動回路１においてＤＣ−ＤＣコンバータ２２の代わりにＤＣ−ＤＣコンバータ２２Ａ及び制御回路５０を備えている構成で第１の実施形態と異なっている。半導体レーザ駆動回路１Ａのその他の構成は、半導体レーザ駆動回路１と同様である。
【００５０】
制御回路５０は、電流源５２と、カレントミラー回路５４と、抵抗５６と、アンプ５８とを備えている。電流源５２は、ＬＤ５のバイアス電流Ｉｂの１／Ｎ倍（Ｎは自然数）の電流を生成する。電流源５２と電源Ｖｃｃとの間にはカレントミラー回路５４が設けられている。
【００５１】
カレントミラー回路５４は、電流Ｉｂ／Ｎに比例したミラー電流を生成する。カレントミラー回路５４とグランドとの間には、ミラー電流を電圧変換するための抵抗５６が接続されている。なお、抵抗５６の抵抗値はバイアス電流検知回路１４における固定インピーダンスのＮ倍に設定されている。
【００５２】
アンプ５８の正相入力端子にはバイアス電流検知回路１４からの検知信号Ｖｂｓが入力され、逆相入力端子には抵抗５６で検知されたミラー電流に相当する電圧が入力される。アンプ５８は、検知信号Ｖｂｓと抵抗５６の検知電圧との差を出力する。アンプ５８の出力はＤＣ−ＤＣコンバータ２２Ａに入力される。
【００５３】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２２Ａは、アンプ５８の出力に応じてその出力（駆動電圧）Ｖｌｄを制御する。
【００５４】
このように、第２の実施形態の半導体レーザ駆動回路１Ａでも、第１の実施形態の半導体レーザ駆動回路１と同様の利点を得ることができる。
【００５５】
また、第２の実施形態の半導体レーザ駆動回路１Ａによれば、制御回路５０を、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２Ａを除く回路を有する集積回路チップ上に設けることができ、制御回路５０における消費電流をＬＤ５のバイアス電流Ｉｂに対して１／Ｎ倍に低減することができるので、低消費電力化を図ることができる。
（実施例２）
【００５６】
入力変調信号のマーク率を１／２とすると、実施例２における半導体レーザ駆動回路１Ａの消費電力Ｗ２は、以下のように求めることができる。
Ｗ２＝Ｗ１＋Ｖｃｃ×（２×Ｉｂ／Ｎ＋Ｉｏｐ）
Ｉｏｐ：アンプ５８の消費電流
【００５７】
ここで、Ｎ＝１０、Ｉｏｐ＝３ｍＡとすると、３ｍＷの平均光出力パワーＰａｖｅを得るために、半導体レーザ駆動回路１Ａの消費電力Ｗ２は以下のように計算される。
周囲温度２５℃において
Ｗ２＝９０ｍＷ＋３．３Ｖ×（２×２６．１ｍＡ／１０＋３ｍＡ）＝１１７ｍＷ
周囲温度８５℃において
Ｗ２＝１６２ｍＷ＋３．３Ｖ×（２×４９．７ｍＡ／１０＋３ｍＡ）＝２０５ｍＷ
【００５８】
このように、実施例２の半導体レーザ駆動回路１Ａでは、上記した比較例１の半導体レーザ駆動回路１０に比べて、消費電力を周囲温度２５℃で約９％低減することができ、８５℃で約１５％低減することができる。
［第３の実施形態］
【００５９】
図６は、本発明の第３の実施形態に係る半導体レーザ駆動回路を示す回路図である。図６に示す半導体レーザ駆動回路１Ｂは、半導体レーザ駆動回路１Ａにおいてアナログ制御回路５０の代わりにディジタル制御回路６０を備えている構成で第２の実施形態と異なっている。半導体レーザ駆動回路１Ｂのその他の構成は、半導体レーザ駆動回路１Ａと同様である。
【００６０】
ディジタル制御回路６０は、例えばＣＰＵである。ディジタル制御回路６０は、バイアス電流検知回路１４からの検知信号Ｖｂｓの値とＡＰＣ回路２０からのバイアス電流制御信号Ｖｂの値とを一致させるように、ＤＣ−ＤＣコンバータ２２Ａへ指令する。
【００６１】
このように、第３の実施形態の半導体レーザ駆動回路１Ｂでも、第２の実施形態の半導体レーザ駆動回路１Ａと同様の利点を得ることができる。
【００６２】
一般に、光伝送用送受信モジュールにおいて、バイアス電流は温度変動があった場合に制御を行う必要がある。温度変動は、秒単位の変化であり、この観点からバイアス電流の制御の時定数は大きな値で十分である。したがって、ディジタル制御回路６０として比較的低速なＣＰＵを用いることができ、半導体レーザ駆動回路１Ｂを比較的簡素に実現することができる。
【００６３】
なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。
【００６４】
本実施形態では、ＡＰＣ回路２０がＰＤ電流制御目標値Ｉｔｐｄのデータテーブルを記憶しており、温度信号Ｖｔに応じてＰＤ電流制御目標値Ｉｔｐｄを選択することによって、ＡＰＣ制御に加えて温度制御を行ったが、ＡＰＣ回路は室温におけるＰＤ電流制御目標値Ｉｔｐｄを１つだけ記憶し、ＡＰＣ制御だけを行う構成であってもよい。この場合、ＤＣ−ＤＣコンバータが温度制御を行えばよい。具体的には、ＤＣ−ＤＣコンバータは、ＡＰＣ回路からのバイアス電流制御信号Ｖｂを温度信号Ｖｔに応じて調整すればよい。
【００６５】
また、本実施形態では、ＬＤ５の順方向電圧Ｖｆ特性が低い場合には、インダクタ３８とバイアス電流検知回路１４との間にダイオードや低電圧ショットキーダイオードなどの電圧シフト手段を加えることが好ましい。この構成によれば、差動対トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のコレクタ電圧の低下を防止することができ、差動対トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の動作速度の低下を防止することができる。
【００６６】
また、本実施例では、モニタＰＤ１６のカソードを電源Ｖｃｃに接続しているが、ＬＤ５のアノードに接続しても良く、あるいはＤＣ−ＤＣコンバータ２２の出力Ｖｌｄに接続してもよい。
【００６７】
また、実施の形態ではインダクタ３８を設けているが、このインダクタ３８に並列に抵抗を設けてもよい。インダクタ３８は、高周波信号が検知信号Ｖｂｓに漏れることを防止する。このインダクタ３８とカプリングコンデンサ３２との間の共振を防止するために抵抗３４を設けている。この共振防止作用を強化するために、インダクタ３８に並列に、半導体レーザの高周波領域でのインピーダンス、大概１０Ω程度、より十分大きな抵抗を並列に接続することで、インダクタ３８とカプリングコンデンサ３２との間の共振作用をより効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体レーザ駆動回路を示す回路図である。
【図２】図１に示す半導体レーザ駆動回路１の起動時の各部信号波形を示すタイミングチャートである。
【図３】半導体レーザの駆動電流対光出力強度特性を示す図である。
【図４】半導体レーザの駆動電流対平均光出力パワー特性を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る半導体レーザ駆動回路を示す回路図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る半導体レーザ駆動回路を示す回路図である。
【図７】従来の半導体レーザ駆動回路を示す回路図である。
【符号の説明】
【００６９】
１…半導体レーザ駆動回路、５…半導体レーザ、１２…変調ドライバ、１３…変調電流源、Ｔｒ１，Ｔｒ２…差動対トランジスタ、１４…バイアス電流検知回路（電流検知回路）、１６…モニタＰＤ、１８…温度センサ（温度検出回路）、２０…ＡＰＣ回路（光出力制御回路）、２２…ＤＣ-ＤＣコンバータ（電圧発生回路）、５０…アナログ制御回路、６０…ディジタル制御回路、Ｖｌｄ…駆動電圧、Ｉｂ…バイアス電流（駆動電流）、Ｉｍ…変調電流、Ｉｍｐｄ…モニタ電流、Ｖｂ…バイアス電流制御信号（制御信号）、Ｖｍ…変調電流制御信号、Ｖｂｓ…検知信号、Ｖｔ…温度信号。
【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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【図７】
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