(57)【要約】【課題】光通信の光源として使用する光通信用光源回路において、無駄な電力消費を低減しつつ、簡単な制御によって半導体レーザ素子の消光比を所定範囲に抑えて、環境温度が幅広く変化した場合でも、正確な光通信を行い得るようにすること。【解決手段】通信制御回路１４は、トランジスタ１２、１３を交互にオン、オフ制御することによって通信用光信号をレーザダイオード（ＬＤ）素子３から出力する。パルス電流制御回路８は、ＬＤ素子３の消光比が一定になるようにパルス電流源７の出力電流を制御する。ペルチェ素子１にパルス電流４が流れることにより、ペルチェ素子１によってＬＤ素子３を冷却する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流源と、差動対回路を構成しオン状態のときに前記電流源による電流を流す第１、第２トランジスタと、オン状態の前記第１トランジスタを介して前記電流源による電流が供給されるレーザ素子と、前記レーザ素子近傍に配設されると共にオン状態の前記第２トランジスタを介して電流が供給されるペルチェ素子と、前記第１、第２トランジスタを交互にオン、オフ制御することによって通信用光信号を前記レーザ素子から出力する通信制御手段と、前記レーザ素子の消光比が所定範囲内になるように前記電流源の出力電流を制御する電流制御手段とを備えて成ることを特徴とする光通信用光源回路。
【請求項２】
前記レーザ素子はレーザダイオードであることを特徴とする請求項１記載の光通信用光源駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信の光源として使用する光通信用光源回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光通信の光源として使用する光通信用光源回路が開発されている。
図２は、従来の光通信用光源回路の回路図である。
図２において、光通信用光源回路は、レーザダイオード（ＬＤ）駆動回路２、パルス電流制御回路８、通信制御回路１４を備えている。
ＬＤ駆動回路２は、レーザダイオード（ＬＤ）素子３、抵抗器５、１対のトランジスタ１２、１３から成る差動対回路９、パルス電流源７を備えている。トランジスタ１２、１３は通信制御回路１４によって交互にオン、オフするように制御される。
【０００３】
ＬＤ素子３及びトランジスタ１２に流れるパルス電流６は、光出力波形１１の消光比が一定になるように制御される。ＬＤ素子３は、周囲温度が高温になると変換効率が低くなるため消光比を一定にするためには、パルス電流６を多く流す必要がある。パルス電流６と同じ電流振幅のパルス電流４は、抵抗器５に供給され抵抗器５にて熱として消費される。送信するデータに応じて、トランジスタ１２、１３を交互にオン、オフ制御することにより、ＬＤ素子３からは光通信用の光信号が出力される。
【０００４】
しかしながら、前記光通信用光源回路においては、パルス電流４は抵抗器５によって熱として消費されるため、電力が無駄に消費されるという問題がある。また、ＬＤ素子３は高温で駆動電流が増加するため、発熱量が増えるため、高温動作が制限されるという問題がある。
【０００５】
従来、ＬＤ素子の高温動作可能範囲を可能にするために、温度調節回路を付加し、ペルチェ素子等の冷却素子を駆動することで実現していた。そのため、消費電流が増加し、回路規模も大きくなるという問題がある。
しかしながら、光通信用光源回路においては、無駄な電力消費を低減しつつ、簡単な制御によって半導体レーザ素子の消光比を所定範囲に抑えるようにすることが要望されている。
【０００６】
一方、特許文献１には、電流を半導体レーザ素子又は半導体レーザ素子を冷却するように配置したペルチェ素子へ選択的に供給するようにした半導体レーザ冷却装置が開示されている。
しかしながら、特許文献１に記載された発明は、光ディスク等の記録媒体への情報記録や情報再生に使用するものであり、光通信に使用するものではない。
【０００７】
また、特許文献１には、単に半導体レーザ素子をペルチェ素子によって冷却する旨や、半導体レーザ素子の温度を検出してペルチェ素子に供給する電流を制御することにより半導体レーザ素子の温度を最適化する旨の記載があるにすぎない。
図２の光通信用光源回路と特許文献１記載の発明とを組み合わせようとする動機付けがないため前記問題を解決することは困難であり又、仮に組み合わせたとしても、単に組み合わせただけでは前記要望に応えることは困難である。
【０００８】
【特許文献１】特開平６−２３６５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前記問題点に鑑み成されたもので、光通信の光源として使用する光通信用光源回路において、無駄な電力消費を低減しつつ、簡単な制御によって半導体レーザ素子の消光比を所定範囲に抑えて、環境温度が幅広く変化した場合でも、正確な光通信を行い得るようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、電流源と、差動対回路を構成しオン状態のときに前記電流源による電流を流す第１、第２トランジスタと、オン状態の前記第１トランジスタを介して前記電流源による電流が供給されるレーザ素子と、前記レーザ素子近傍に配設されると共にオン状態の前記第２トランジスタを介して電流が供給されるペルチェ素子と、前記第１、第２トランジスタを交互にオン、オフ制御することによって通信用光信号を前記レーザ素子から出力する通信制御手段と、前記レーザ素子の消光比が所定範囲内になるように前記電流源の出力電流を制御する電流制御手段とを備えて成ることを特徴とする光通信用光源回路が提供される。
【００１１】
通信制御手段は、第１、第２トランジスタを交互にオン、オフ制御することによって通信用光信号をレーザ素子から出力する。電流制御手段は、前記レーザ素子の消光比が所定範囲内になるように電流源の出力電流を制御する。
ここで、前記レーザ素子はレーザダイオードであるように構成してもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光通信の光源として使用する光通信用光源回路において、無駄な電力消費を低減しつつ、簡単な制御によって半導体レーザ素子の消光比を所定範囲に抑えて、環境温度が幅広く変化した場合でも、正確な光通信を行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態に係る光通信用光源回路について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る光通信用光源回路の回路図である。
図１において、光通信用光源回路は、光信号出力手段を構成するレーザダイオード（ＬＤ）駆動回路２、電流制御手段を構成するパルス電流制御回路８、通信制御手段を構成する通信制御回路１４を備えている。
【００１４】
ＬＤ駆動回路２は、レーザ素子であるＬＤ素子３、ペルチェ素子１、１対の第１トランジスタ１２及び第２トランジスタ１３から成る差動対回路９、所定の電流を出力する電流源であるパルス電流源７を備えている。
トランジスタ１２のコレクタはＬＤ素子３に接続され、そのエミッタは電流源であるパルス電流源７に接続され、そのベースは通信制御回路１４の第１出力端子に接続されている。
【００１５】
トランジスタ１３のコレクタはペルチェ素子１に接続され、そのエミッタはパルス電流源７に接続され、そのベースは通信制御回路１４の第２出力端子に接続されている。
トランジスタ１２、１３は通信制御回路１４によって交互にオン、オフするように制御される。
パルス電流制御回路８は、パルス電流源７に接続され、パルス電流源７の電流値を制御する。前記電流値は、ＬＤ素子３の光出力信号１１の消光比が所定範囲内（例えば一定）となるように設定または制御される。
【００１６】
パルス電流源７は差動対回路９に接続されている。通信制御回路１４からの一方の信号である入力データ１０はトランジスタ１３のベースに入力され、入力データ１０の論理値を反転した他方の信号である反転入力データ１０はトランジスタ１２のベースに入力される。通信制御回路１４から出力される入力データ１０、反転入力データ１０は、送信するデータに対応している。
通信制御回路１４からの入力データ１０が論理値“０”の場合、トランジスタ１２はオフ、トランジスタ１３はオンに制御され、パルス電流源７は、パルス電流制御回路８によって設定された電流値をパルス電流４として供給する。
【００１７】
同様に入力データ１０が論理値“１”の場合、トランジスタ１２はオン、トランジスタ１３はオフに制御され、パルス電流源７は、パルス電流制御回路８により設定された電流値をパルス電流６として供給する。パルス電流６は、ＬＤ素子３に供給され、光出力信号１１を出力する。パルス電流４は、ペルチェ素子１に供給され、近傍に配置されたＬＤ素子３を冷却する。
【００１８】
以上のように構成された本実施の形態に係る光通信用光源回路の動作を説明する。
図１において、パルス電流制御回路８は、ＬＤ素子３の環境温度に応じて、パルス電流源７の電流値を制御することによって、光出力信号１１の消光比が一定になるようにパルス電流６を制御する。
ＬＤ素子３は周囲温度が高温になると変換効率が低くなるため消光比を一定にするためには、パルス電流制御回路８はパルス電流源の出力電流を制御して、パルス電流６を多く流す。
【００１９】
このとき、電流４と電流６は同じ電流振幅となるため、パルス電流４が供給されるペルチェ素子１も高温になるほど電流が多くなり、直近に配置されるＬＤ素子３も高温ほど冷却される。そのため、ＬＤ素子３は高温時に冷却されることにより、周囲温度が高くてもＬＤ素子３の温度上昇が抑えられ、制御範囲が狭くてよいため制御が容易になり又、動作可能周囲温度範囲が拡大される。
【００２０】
以上述べたように、光通信の光源として使用する光通信用光源回路において、ＬＤ駆動回路２にて従来ＬＤ駆動回路の抵抗器５側に流れていたパルス電流４をペルチェ素子１に流している。パルス電流制御回路８は、ＬＤ素子３の光パルス出力信号の消光比を保つため、ＬＤ素子３の温度特性に合わせて高温時にパルス電流６が多く流がれるようにパルス電流源７を制御している。
【００２１】
また、光通信データ列の“１”、“０”が略均等に出現するシステムにおいて、パルス電流６とパルス電流４は等しくなり、高温時は低温時よりに多いパルス電流４がペルチェに流れることにより、より高い冷却能力となる。
したがって、光通信の光源として使用する光通信用光源回路において、無駄な電力消費を低減しつつ、簡単な制御によってＬＤ素子３の消光比を所定範囲に抑えて、環境温度が幅広く変化した場合でも、正確な光通信を行うことが可能になる。
【００２２】
例えば、ペルチェ素子１にパルス電流４を流すことによって、ペルチェ素子１によってＬＤ素子３を冷却しているので、ペルチェ素子１専用の駆動回路の追加なく又、消費電流を上げることなく、より高い温度でもＬＤ素子３を動作させることが可能になり、ＬＤ素子３の高温動作可能範囲を拡大することができる。
【００２３】
また、周囲温度によりペルチェ素子１に流れるパルス電流４が変化し、低温時は冷却能力が下がるので、ＬＤ素子３を動作させることが可能な温度範囲を広げることが可能になる。
また、ペルチェ素子１に流すパルス電流４は、図２の回路においても流している電流であるため、本機能のために消費電流が上昇することがない。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
各種の光通信システムの光通信用光源回路として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る光通信用光源回路の回路図である。
【図２】従来の光通信用光源回路の回路図である。
【符号の説明】
【００２６】
１・・・ペルチェ素子
２・・・ＬＤ駆動回路
３・・・ＬＤ素子
５・・・抵抗器
８・・・パルス電流制御回路
９・・・差動対回路
１２、１３・・・トランジスタ
１４・・・通信制御回路
【図１】
2008235619.tif 000003
【図２】
2008235619.tif 000004