(57)【要約】【課題】ＬＤ素子駆動用の電流パルス列信号のパルス幅が、通常のサンプルホールド回路のアクイジションタイム（数ｎｓ程度）に近似する又はそれを下回る大きさであっても、検出回路を特別に設計変更することなく、該短いパルス幅を有する出力パルスの波高値を精確にかつ簡単に検出可能とすること。【解決手段】駆動用電流パルス列信号のパルス幅がサンプルホールド回路のアクイジションタイム（取得時間）に近似し又はそれよりも下回る大きさとされた時、該第２パルス幅を有する電流パルス列信号により作動したＬＤ素子からのパルス出力を、上記サンプルホールド回路に代えて平均値検出回路により検出し、その検出値に基づき、上記第２パルス幅を有する電流パルス列信号に対する第２目標波高値を定め、該第２目標波高値と上記平均値検出回路による検出値との偏差に基づき波高値制御手段をフィードバック補償する。【選択図】図１
2004311862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス波高値制御手段によりパルス波高値を可変とするとともにパルス幅設定手段によりパルス幅を可変とした駆動回路から駆動対象のＬＤ素子に、目標波高値及び第１パルス幅を有する電流パルス列信号を加えて駆動し、その作動したＬＤ素子からの出力パルスをサンプルホールド回路により検出し、上記電流パルス列信号の目標波高値と上記サンプルホールド回路による検出波高値との偏差に基づき、上記パルス波高値制御手段をフィードバック補償することにより、上記ＬＤ素子に入力される電流パルス列信号の波高値を一定に保持して上記ＬＤ素子を連続的に駆動するにあたり、
上記電流パルス列信号が、上記サンプルホールド回路のアクイジションタイム（取得時間）に近似する又はそれよりも下回る大きさの第２パルス幅を有するように切替えられたとき、上記第２パルス幅を有するように電流パルス列信号が加えられて作動したＬＤ素子から送出される出力パルスを、上記サンプルホールド回路に代えて平均値検出回路により検出し、
上記平均値検出回路により検出された検出値Ｂに基づき、上記第２パルス幅を有する電流パルス列信号に対する第２目標波高値設定電圧ＲＥＦＢを定め、
上記第２パルス幅に切替えた時以降、上記第２目標波高値設定電圧ＲＥＦＢと上記第２パルス幅を有する電流パルス列信号が加えられて駆動されたＬＤ素子からの出力パルスを上記平均値検出回路により検出した値との偏差に基づき、上記波高値制御手段をフィードバック補償することを特徴とする、ＬＤ素子の駆動方法。
【請求項２】
電流パルス列信号が加えられて作動したＬＤ素子からの出力パルスが当該作動したＬＤ素子を通過するパルス電流である、請求項１に記載のＬＤ素子の駆動方法。
【請求項３】
電流パルス列信号を加えられて作動したＬＤ素子からの出力パルスが当該作動したＬＤ素子の光出力とされ、該光出力パルスを、光電変換手段を介して電気パルス信号に変換し、該電気パルス信号を平均値検出回路により検出するようにした、請求項１に記載のＬＤ素子の駆動方法。
【請求項４】
電流パルス列信号の第２パルス幅が２ｎｓ（ナノ秒）〜１５ｎｓ（ナノ秒）とされる、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のＬＤ素子の駆動方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかに記載のＬＤ素子の駆動方法を実施する前に、サンプルホールド回路のアクイジションタイムを上回る比較的長い第１パルス幅を有する電流パルス列信号を、駆動対象のＬＤ素子に加えて駆動し、その作動したＬＤ素子からの出力パルスを上記サンプルホールド回路により検出し、該サンプルホールド回路により検出される検出値Ａに基づき、駆動回路から出力される第２パルス幅を有する電流パルス列信号の目標波高値ＲＥＦＡを定めた、ＬＤ素子の駆動方法。
【請求項６】
一定レベルの目標波高値設定電圧を発生する電圧発生器と、パルス波高値設定電圧制御手段と、上記電圧発生器から入力される電圧に応じた電流波高値を有するとともにパルス幅設定手段を介してパルス幅を可変とした電流パルス列信号を出力する駆動回路と、上記駆動回路から出力される電流パルス列信号をＬＤ素子に加えて駆動し、その作動したＬＤ素子からの出力パルスを検出するサンプルホールド回路とを有し、上記電流パルス列信号の目標波高値を示す電圧と上記サンプルホールド回路からの検出電圧との偏差に基づき、上記パルス波高値設定電圧制御手段をフィードバック補償することにより上記駆動回路から出力される電流パルス列信号の波高値を一定に保持して上記ＬＤ素子を連続的に駆動するように構成した、ＬＤ素子の駆動装置において、
上記駆動対象のＬＤ素子の出力に、上記サンプルホールド回路と並列に平均値検出回路を接続するとともに、これらのサンプルホールド回路と平均値検出回路の出力側に、いずれか一方の検出値を選択する選択回路を接続する一方、
上記パルス波高値設定電圧制御手段と上記駆動回路との間に、較正操作と通常制御操作との２つの操作状態を切替える、操作モード切替え手段を接続し、
上記操作モード切替え手段により較正操作モードに切替えられたとき、上記波高値設定電圧発生回路からの目標波高値設定電圧を、該操作モード切替え手段を介して上記駆動回路に入力し、該駆動回路から、上記目標波高値設定電圧に応じた波高値を有しかつ上記サンプルホールド回路のアクイジションタイムを上回る大きさの第１パルス幅を有する、電流パルス列信号を出力し、該電流パルス列信号を駆動対象のＬＤ素子に加えて駆動し、その作動したＬＤ素子からの出力パルスを上記サンプルホールド回路により検出し、その検出波高値が予め定められた値Ａとなるように上記波高値設定電圧発生回路の出力電圧ＲＥＦＡを調整するとともに、上記駆動回路から上記出力電圧ＲＥＦＡに応じた波高値を有しかつ上記パルス幅設定手段を介して上記第１パルス幅より短い第２パルス幅を有する、電流パルス列信号を上記駆動対象のＬＤ素子に加えて駆動し、その作動したＬＤ素子からの出力パルスを上記平均値検出回路により検出し、その検出値Ｂを上記波高値設定電圧発生回路に入力して、該波高値設定電圧発生回路から上記検出値Ｂに応じた第２目標波高値電圧ＲＥＦＢが出力されるように調整する一方、
上記操作モード切替え手段により通常制御操作モードに切替えられたとき、上記第２目標波高値電圧ＲＥＦＢと上記平均値検出回路によるＬＤ素子からの出力パルスの検出値との偏差に基づき、上記パルス波高値設定電圧制御手段をフィードバック補償するように構成したことを特徴とする、ＬＤ素子の駆動装置。
【請求項７】
駆動対象のＬＤ素子の出力に分流手段を設け、駆動回路から電流パルス列信号が加えられて作動したＬＤ素子を通過するパルス電流を、上記分流手段を介して分流し、その分流された電流パルスを、サンプルホールド回路及び平均値検出回路により検出するようにした、請求項６に記載のＬＤ素子の駆動装置。
【請求項８】
駆動対象のＬＤ素子の近くに、電流パルス列信号が加えられて作動したとき、その作動したＬＤ素子から放射されるレーザビームパルスを受け、その受光量に応じて光電変換して電気信号を発生する、受光素子を配置し、該受光素子により光電変換された電気パルス信号を平均値検出回路により検出するようにした、請求項６に記載のＬＤ素子の駆動装置。
【請求項９】
サンプルホールド回路及び平均値検出回路の出力に、それぞれ、２入力アナログマルチプレクサの入力と接続し、該アナログマルチプレクサの制御入力に操作モード切替え手段に対する操作モード設定切替え指令信号を入力し、該アナログマルチプレクサの出力を、パルス波高値設定電圧制御手段の入力と接続した、請求項６に記載のＬＤ素子の駆動装置。
【請求項１０】
駆動対象のＬＤ素子のエージング試験に適用するようにした、請求項６〜請求項９のいずれかに記載のＬＤ素子の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザ素子（ＬＤ素子）の駆動方法及び駆動装置の改良に関するものである。更に詳しくは、特に、短いパルス幅を有する電流パルス列信号の波高値を一定に保持して駆動対象のＬＤ素子に加えて連続的に駆動する、ＬＤ素子の駆動方法及び装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、例えば、ＬＤ素子のエージング試験等において、ＬＤ素子を規定の条件、特に、駆動条件下で長時間にわたり連続的に駆動することが行われる。比較的長いパルス幅、例えば、５０ナノ秒（ｎｓ）程度のパルス幅を有するとともに一定の波高値、例えば、百数十ミリアンペア（ｍＡ）を有する方形状の電流パルス列信号を加えて、該ＬＤ素子を、所定時間にわたり連続的に駆動して該ＬＤ素子の諸動作特性の劣化について試験することが行われている。
【０００３】
従来、上記エージング試験等に用いられているＬＤ素子の駆動装置は、図５に示されるように、目標波高値設定電圧発生回路１から、駆動電流パルス列信号の目標とする方形波パルス波高値に応じた一定レベルの電圧信号が、差動演算増幅器等を用いて形成された波高値コントローラ（波高値制御回路）２を介して駆動回路３に入力され、該駆動回路３における電圧―電流変換回路４により上記電圧発生回路１からの電圧に応じた一定レベルの定電流に変換されるとともにディジタルスイッチ等を用いたパルス幅設定スイッチ手段５を所定のタイミングでＯＮ／ＯＦＦを繰り返すことにより、比較的パルス幅が長い、例えば、５０ｎｓ程度のパルス幅、繰り返し周期１００ｎｓ、上記目標波高値に相当する電流波高値を有する電流パルス列信号が試験対象素子（ＤＵＴ）、即ち、駆動対象のＬＤ素子６に加えられ、該ＬＤ素子６が駆動される。このようにして作動したＬＤ素子６から出力されるパルス出力、例えば、当該ＬＤ素子を通過するパルス電流又はレーザ光パルスがサンプルホールド回路７を用いて検出され、該サンプルホールド回路７による検出電圧と上記波高値設定電圧発生回路１から出力される目標波高値設定電圧との偏差に基づき、前述した波高値コントローラがフィードバック補償される。このようにして、駆動対象のＬＤ素子６、即ち、被試験素子（ＤＵＴ）は、駆動回路３から加えられる電流パルス列信号の波高値を所定時間にわたり長時間にわたり一定に保持されて連続的に駆動されるようになっている。
【０００４】
【特許文献】
本発明の先行特許文献には、レーザーダイオード（ＬＤ素子）の光の強度を調節する閉じループ回路、即ち、フィードバック制御回路を開示するものとして、特開平５−１９８８７７号公報があり、レーザ素子を用いた装置のレーザスキャナの光量制御、即ち、ＡＰＣの一例として、特開平２０００−３３２３４９号があり、発光素子（ＬＤ素子）の発光出力をＰＤ（フォトダイオード）を用いて発光出力を制御する、発光出力制御装置を開示するものとして、特開２０００−３０７１８８号公報があり、半導体レーザの駆動電流を供給する電流駆動回路を制御する制御手段を備えた半導体レーザ装置を開示する先行技術文献として、特開２０００−１１４６５０号公報がある。しかしながら、本発明の発明者等は、上記電流パルス列信号の波高値を検出する検出手段として平均値検出回路を用いてフィードバック制御系を構成したＬＤ素子の駆動装置に関する先行技術文献について調査をしたが、当該出願時点においては、適当なものを見つけることができなかった。
【０００５】
上記従来形式の駆動装置における駆動対象として、例えば、レーザ光によるＤＶＤの書き込み、即ち、ピットの形成に用いられるものがある。このようなＬＤ素子は、上記ＤＶＤの書き込み速度の高速化にともなって、非常に短いパルス幅、例えば、６ｎｓ程度、更には、近い将来には、３ｎｓ程度のパルス幅を有する電流パルス列信号により、連続的に駆動することが行われる。
【０００６】
しかしながら、上記従来形式の駆動装置におけるサンプルホールド回路７は、その構成要素の電気的性能に起因して、一般に、数ｎｓのアクイジションタイム（取得時間）、即ち、サンプリング（標本化）及びホールディング（保持）作用の応答遅れを有する。そのため、検出対象のＬＤ素子６の出力パルス、即ち、駆動回路３から出力される電流パルス列信号のパルス幅が、上述したように、６ｎｓ、更に短い、３ｎｓ等であると、上記サンプルホールド回路７によっては、そのような出力パルスの検出が実質的に不可能となり、即ち、上記従来形式の駆動装置を利用することが不可能である。
【０００７】
上記従来の駆動装置におけるサンプルホールド回路７に関する問題点を解消するには、当該回路７の各構成要素の電気的動作の高速化を図ることが考えられるが、この場合、サンプルホールド回路７自体が非常に複雑かつ高価なものとなり、この方策は、にわかに採用し難い。
【０００８】
そこで、本発明の発明者は、上記問題点における根本的要因について鋭意検討した結果、数ｎｓ程度の短いパルス幅を有するパルス信号の波高値を検出するには、従来形式の駆動装置におけるサンプルホールド回路に代えて、検出対象のパルス幅に関する制限条件が比較的緩やかである、平均値検出回路を使用することを着想するに至った。更に、本発明の発明者が種々の実験を行なったところ、上記サンプルホールド回路を平均値検出回路で置換した場合、該平均値検出回路においては、検出対象のパルス信号の立上り及び立下り間でスルーレートが変動し、これにより当該平均値検出回路による検出結果、即ち、検出電圧にかなりの検出誤差が含まれることが判明した。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、パルス波高値制御手段によりパルス波高値を可変とするとともにパルス幅設定手段によりパルス幅を可変とした駆動回路から駆動対象のＬＤ素子に、目標波高値及び第１パルス幅を有する電流パルス列信号を加えて駆動し、その作動したＬＤ素子からの出力パルスをサンプルホールド回路により検出し、上記電流パルス列信号の目標波高値と上記サンプルホールド回路による検出波高値との偏差に基づき、上記パルス波高値制御手段をフィードバック補償することにより、上記ＬＤ素子に入力される電流パルス列信号の波高値を一定に保持して上記ＬＤ素子を連続的に駆動するにあたり、上記サンプルホールド回路に起因する問題点を解消することにあり、本発明の主目的は、ＬＤ素子駆動用の電流パルス列信号が、たとえ、数ｎｓ程度の短いパルス幅を有するものであっても、当該ＬＤ素子に入力される電流パルス列信号のパルス波高値を精確に検出することにより、高精度にパルス波高値制御手段をフィードバック補償し、上記ＬＤ素子に加えられる電流パルス列信号の波高値を一定に保持して当該ＬＤ素子を連続的に駆動できるようにすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、上記電流パルス列信号が、上記サンプルホールド回路のアクイジションタイム（取得時間）に近似する又はそれよりも下回る大きさの第２パルス幅を有するように切替えられたとき、上記第２パルス幅を有するように電流パルス列信号が加えられて作動したＬＤ素子から送出される出力パルスを、上記サンプルホールド回路に代えて平均値検出回路により検出し、上記平均値検出回路により検出された検出値Ｂに基づき、上記第２パルス幅を有する電流パルス列信号に対する第２目標波高値設定電圧ＲＥＦＢを定め、上記第２パルス幅に切替えた時以降、上記第２目標波高値設定電圧ＲＥＦＢと、上記第２パルス幅を有する電流パルス列信号が加えられて駆動されたＬＤ素子からの出力パルスを上記平均値検出回路により検出した値との偏差に基づき、上記波高値制御手段をフィードバック補償することを特徴とする。
【００１１】
【本発明の好ましい実施例】
次に、本発明の好ましい実施態様を、添付図面とともに説明する。
本発明の駆動装置は、図１に示すように、駆動対象のＬＤ素子３０の出力に、サンプルホールド回路３７と並列に平均値検出回路４５を接続し、図示しない波高値設定電圧発生器からの出力電圧を、上記サンプルホールド回路３７による検出波高値が予め定めた値Ａとなるように調整する一方、ＬＤ駆動回路２１における図示しないパルス設定手段により上記ＬＤ駆動回路２１から出力される電流パルス列信号のパルス幅を上記第１パルス幅よりも短い第２パルス幅を有するように切替えた時点で上記第２パルス幅を有する電流パルス列信号により作動したＬＤ素子３０から出力されるパルス出力を上記平均値検出回路４５により検出し、該切り替え時点での平均値検出回路４５による検出電圧を目標波高値として設定し、該目標値電圧と上記平均値検出回路４５からの検出電圧との偏差に基づき、上記波高値コントローラ１３をフィードバック補償するようにしたものである。
【００１２】
図２に示すように、本発明の第１実施例１０において、当該駆動装置１０の全ての構成部分は、例えば、パーソナルコンピュータを用いて構成される、メインプロセッサ１１により予め定められた操作手順、即ち、操作プログラムにしたがって作動する。
【００１３】
目標波高値設定電圧発生回路１２は、メインプロセッサ１１から、詳細に後述するサンプルホールド回路３７により検出された検出値Ａを示すディジタルデータを受け、該検出値Ａに相当する一定レベルの電圧Ａを発生する。この一定レベルＡを有する電圧は、操作モード切替えスイッチ１５を介して駆動回路２１における電圧−電流変換回路２３により上記検出値Ａに相当する一定レベルの電流信号に変換される。この定電流信号は、例えば、高速スイッチングトランジスタ等を用いて構成されたディジタルスイッチ手段２４により裁断されて方形波電流パルス列信号に成形される。上記ディジタルスイッチ手段２４の裁断動作は、プロセッサ１１からパルス幅設定指令を受けて作動したパルス発生器２６から送出される、ＯＮ／ＯＦＦ切替え動作タイミングパルスによって制御される。上記ディジタルスイッチ手段２４の裁断動作により、電流パルス列信号は、比較的長い、例えば、５０ｎｓのパルス幅（このパルス幅を第１パルス幅とも言う）、１００ｎｓの繰り返し周期を有する、方形波電流パルス列信号に成形される。この方形波電流パルス列信号の波高値は、上記検出電圧Ａに相当する波高値Ａを有する。
このようにして発生された電流パルス列信号は、増幅器２８を介して駆動回路２１の出力２２−３に送出される。
【００１４】
上記駆動回路２１の出力２２−３から駆動対象のＬＤ素子３０に、上記第１パルス幅、即ち、比較的長いパルス幅、例えば、５０ｎｓ、一定の波高値Ａを有する電流パルス列信号が加えられ、該ＬＤ素子３０が駆動される。このようにして作動したＬＤ素子３０を流通するパルス電流は、該ＬＤ素子３０のカソードに接続された４７Ωの分流抵抗３１−１及び一端が接地された２．７Ωの分流抵抗３１−２により構成された分流回路並びに特性インピーダンス５０Ωの高周波ケーブル３６を介してサンプルホールド回路３７の入力３８−１及び平均値検出回路４５の入力４６−１に加えられる。なお、作動したＬＤ素子３０を流通した電流のうち、高周波ケーブル３６に伝送された電流の残部は、該ＬＤ素子３０のカソードと接続された２．７Ωの抵抗３１−２を介してアースに排出される。
【００１５】
上記サンプルホールド回路３７の制御入力３８−２に、メインプロセッサ１１からサンプルホールド作動指令を受けると、図示しない、パルス発生器から送出されるサンプルホールド動作タイミングパルスにしたがってサンプルホールドスイッチ手段が作動され、当該サンプルホールド回路３７の入力３８−１に加えられたＬＤ素子３０を通過した電流パルスの標本点の波高値が検出される。上記ＬＤ素子３０を通過した電流に応じた標本点のアナログ検出値、即ち、検出電圧は、サンプルホールド回路３７の出力３８−３からＡ−Ｄ変換器４３に送出され、該Ａ−Ｄ変換器４３によりディジタル変換されてメインプロセッサ１１に転送される。また、サンプルホールド回路３７の出力は、２入力アナログマルチプレクサ５１の一方の入力５２−１と接続される。
【００１６】
上記平均値検出回路４５における積分回路４８のキャパシタＣに蓄積された、上記ＬＤ素子３０を通過した方形波パルス電流の平均値を示すアナログ検出値、即ち、検出電圧は、上記サンプルホールド回路３７におけると同様、該平均値検出回路３７の出力４６−２と接続されたＡ−Ｄ変換器４９に加えられ、該Ａ−Ｄ変換器４９によりディジタル変換されてメインプロセッサ１１に転送される。また、平均値検出回路４５の出力４６−２は、上記２入力アナログマルチプレクサ５１の他方の入力と接続される。
【００１７】
上記アナログマルチプレクサ５１は、その制御入力５２−３に、メインプロセッサ１１から詳細に後述する較正操作モード指令を受けたとき、当該アナログマルチプレクサ５１の一方の入力５２−１と接続されたサンプルホールド回路３７からのアナログ検出値、即ち、上記ＬＤ素子３０を通過した電流パルスの波高値検出電圧が選択されて次段の差動増幅回路１３の他方の入力１４−２に送出される。一方、メインプロセッサ１１から通常制御操作モード切替え指令を受けたとき、当該アナログマルチプレクサ５１の他方の入力５２−２と接続された平均値検出回路４５からのアナログ検出値、即ち、上記ＬＤ素子３０を通過した電流パルスの平均値検出電圧が選択され、上記較正操作モード時におけると同様、その選択された平均値検出電圧が次段の差動増幅回路１３の他方の入力１４−２に送出される。
【００１８】
上記差動増幅回路１３の一方の入力１４−１が前述した目標波高値設定電圧発生回路１２と接続され、他方の入力１４−２が上記アナログマルチプレクサ５１の出力５２−４と接続される。メインプロセッサ１１から前述した操作モード切替えスイッチ１５の制御入力１６−３及び上記アナログマルチプレクサ５１の制御入力５２−３に通常制御操作モード指令が入力されたとき、差動増幅回路１３の出力１６−２が操作モード切替えスイッチ１５の接点１７−２を介して駆動回路２１の入力２２−１と接続され、これと同時に、上記目標波高値設定電圧発生回路１２から差動増幅回路１３の入力１４−１に、当該通常制御操作におけるＬＤ素子３０の駆動電流パルス列信号の目標波高値Ｂが入力されるとともに、アナログマルチプレクサ５１の制御入力５２−３に通常制御操作指令と同期した選択信号が入力され、これにより、平均値検出回路４５と接続された入力５２−２が選択され、該入力５２−２に、該平均値検出回路４５により検出されるＬＤ素子３０から出力されるパルス電流の検出平均値を示す検出電圧が入力される。その結果、上記差動増幅回路１３において、上記目標波高値Ｂと上記平均値検出回路４５からの検出平均値電圧との偏差が算出され、この偏差を示す電圧が上記操作モード切替えスイッチ１５の接点１７−２を介して駆動回路２１に加えられ、該駆動回路２１における電圧−電流変換回路２３から上記目標波高値Ｂに相当するレベルの定電流が出力される。
【００１９】
メインプロセッサ１１から操作モード切替えスイッチ１５の制御入力１６−３に較正操作モード指令が入力されたとき、これと同時に、メインプロセッサ１１から駆動回路２１の制御入力２２−２に、上記サンプルホールド回路３７の固有のアクイジションタイム（取得時間）より十分に大きい又は長いパルス幅、例えば、５０ｎｓ以上のパルス幅に見合ったタイミングで、上記パルス幅設定スイッチ２４をＯＮ／ＯＦＦ動作するように制御する。これにより、駆動回路２１から上記比較的長いパルス幅を有する電流パルス列信号が出力される。このようにして、駆動回路２１から比較的長いパルス幅を有する電流パルス列信号を出力する状態に設定した後、該長いパルス幅を有する電流パルス列信号を駆動対象のＬＤ素子３０に加えて該ＬＤ素子３０を駆動する。このとき、上記サンプルホールド回路３７により検出される検出波高値を、メインプロセッサ１１と接続された図示しないモニタ画面により観察し、上記サンプルホールド回路３７による検出波高値が所定の波高値Ａと一致するまで、目標波高値設定電圧発生回路１２から出力される目標波高値設定電圧を調整する。このようにして、サンプルホールド回路３７により実質的に検出誤差がゼロ、即ち、検出対象の電流パルスのパルス幅が該サンプルホールド回路３７のアクイジションタイムを十分に上回る大きさとした条件下で検出された検出波高値に基づいて目標波高値Ａを設定する。
【００２０】
次いで、駆動回路２１におけるパルス幅設定スイッチ手段２４により設定される駆動電流パルス列信号のパルス幅を、上記サンプルホールド回路３７のアクイジションタイムに接近した、例えば、数ｎｓに設定し、これと同時に、アナログマルチプレクサ５１の制御入力５２−３に通常制御操作モード指令を入力して、入力５２−２を選択するとともに、上記サンプルホールド回路３７の固有のアクイジションタイム（取得時間）に近似した又はそれを下回る大きさのかなり短いパルス幅（第２パルス幅という）を有するようにした電流パルス列信号により駆動対象のＬＤ素子３０が駆動される。これにより作動したＬＤ素子３０から出力されるパルス電流が上記平均値検出回路４５により検出される。この平均値検出回路４５による検出平均値Ｂは、Ａ−Ｄ変換器４９を介してメインプロセッサ１１に転送され、該メインプロセッサ１１から目標波高値設定電圧発生回路１２に当該通常制御操作モードにおける目標波高値Ｂとして設定される。次いで、差動増幅回路１３において、その入力１４−１に入力される上記目標波高値Ｂと上記平均値検出回路４５による上記ＬＤ素子３０から出力されるパルス電流の検出値との偏差に基づき駆動回路２１から出力される電流パルス列信号の波高値が上記目標波高値Ｂに保持されるようにフィードバック制御される。上記第２パルス幅は、駆動対象のＬＤ素子の電気的諸特性にも拠るが、好ましくは、２ｎｓ（ナノ秒）〜１５ｎｓ（ナノ秒）とされる。
【００２１】
次に、本発明の第２実施例を図３とともに説明する。この第２実施例は、図２の第１実施例におけるように、ＬＤ素子を流通する電流に基づいて駆動制御する、いわゆる、自動電流調整（ＡＣＣ）型のものとは異なり、ＬＤ素子の光出力に基づいて駆動制御する、いわゆる、自動出力調整（ＡＰＣ）型のものである。この第２実施例は、第１実施例と比べ、ＬＤ素子の光出力、即ち、レーザビームを、受光素子を含む光電変換回路により電圧信号に変換するようにした点が異なり、その他の構成部分は、図２におけるものと同様のものであり、これらの図２におけるものと等価な部分に同一の数字符号を付してその説明を省略する。
【００２２】
図３において、駆動回路２１から送出された電流パルス列信号がＬＤ素子３０に加えられて駆動されると、該ＬＤ素子３０は、入力された電流パルス列信号の電流波高値に応じた光強度及びパルス幅を有する光パルス列、即ち、レーザビームを放射する。上記ＬＤ素子３０と対向して適当な間隔をあけて配置されたフォトダイオード３３の受光部に上記レーザビームが入射すると、該フォトダイオード３３は受光した光量に応じた電流が流通し、該フォトダイオード３３のアノードと接地間に当該フォトダイオード３３により光電変換された電流に応じたパルス電圧が現れる。このパルス電圧は、ラインドライバ３４を介して適当に増幅され、例えば、５０Ωの線路インピーダンスを有する高周波ケーブル３６を介してサンプルホールド回路３７及び平均値検出回路４５に加えられる。なお、フォトダイオード３３に代えて、その他の光電変換機能を有する受光素子、例えば、フォトトランジスタ等を用いることができる。
【００２３】
図３の駆動装置４０における、駆動したＬＤ素子３０の出力パルス、この実施例においては、出力光パルスは、図２の装置１０におけると同様にして、サンプルホールド回路３７及び平均値検出回路４５により検出される。これらの回路３７、４５による検出値は、第１実施例の駆動装置１０におけると同様に処理され、その説明を省略する。
【００２４】
図２の自動電流調整（ＡＣＣ）型駆動装置１０及び自動出力調整（ＡＰＣ）型駆動装置４０の動作は共通したものであり、図４に示すとおり、基本的に３つのステップが実行される。
【００２５】
まず、ステップ１において、操作モード切替えスイッチ１５の入力端子１６−１と出力端子１６−４とが導通され、較正操作モードが設定される。これにより、目標波高値設定電圧発生回路１２から出力されるパルス目標波高値設定電圧が較正操作モード状態に設定された操作モード切替えスイッチ１５を介して駆動回路２１に印加され、該駆動回路２１から上記パルス目標波高値設定電圧に応じた波高値を有するとともに、メインプロセッサ１１から駆動回路２１の制御入力２２−２に入力されたパルス幅設定指令にしたがってパルス発生器２６が起動し、該パルス発生器２６からパルス幅設定ディジタルスイッチ２４に、ＯＮ／ＯＦＦ動作タイミングを示す第１タイミングパルスが入力され、これにより、駆動回路２１から第１パルス幅を有する電流パルス列信号が出力される。この第１パルス幅を有する電流パルス列信号が駆動対象のＬＤ素子又はＤＵＴ３０に加えられ、該電流パルス列信号によりＬＤ素子３０が駆動され、該ＬＤ素子３０から出力される出力パルス、即ち、上記電流パルス列信号に応じたパルス電圧信号がサンプルホールド回路３７により検出され、その検出値がＡ−Ｄ変換器４３を介してメインプロセッサ１１に転送される。メインプロセッサ１１において、上記検出値が予め定められたパルス目標波高値Ａと一致するように、目標波高値設定電圧発生回路１２から出力される目標波高値設定電圧ＲＥＦＡが調整される。このようにして、サンプルホールド回路３７により、上記第１パルス幅を有する電流パルス列信号、即ち、ＬＤ素子３０に加えられた電流パルス列信号の波高値が検出され、該電流パルス列信号の波高値が所定の大きさに初期設定される。本明細書において、これを較正操作モードという。
【００２６】
次に、ステップ２において、メインプロセッサ１１から駆動回路２１の制御入力２２−２に、パルス幅設定変更指令が入力され、更に、該パルス幅設定変更指令がパルス発生器２６に入力される。これにより、ステップ１におけると同様にして、パルス発生器２６からパルス幅設定ディジタルスイッチ２４にＯＮ／ＯＦＦ動作タイミングパルス信号が送られ、パルス幅設定ディジタルスイッチ２４のスイッチ動作により、第２パルス幅を有するとともに上記目標波高値設定電圧ＲＥＦＡに応じた波高値Ａを有する電流パルス列信号が生成される。この電流パルス列信号は、更に、ＬＤ素子３０に加えられ、該ＬＤ素子３０が駆動される。このとき、駆動されたＬＤ素子３０から送出された出力パルスが上記平均値検出回路４５に送られ、該平均値検出回路４５により検出された上記電流パルス列信号の波高値が検出され、この検出値、即ち、検出電圧Ｂが目標波高値設定電圧発生回路１２から出力されるパルス目標波高値設定電圧ＲＥＦＢとして設定される。
【００２７】
次に、ステップ３において、操作モード切替えスイッチ１５の入力端子１６−２と出力端子１６−４とが導通され、通常制御操作モードが設定される。これと同時に、アナログマルチプレクサ５１の制御入力５２−３に、当該通常制御操作モードへの切替え指令が入力され、この操作モード指令、即ち、選択信号により当該アナログマルチプレクサ５１の入力５２−２が選択され、該入力５２−２に加えられる平均値検出回路４５からの検出値が選択される。これにより、目標波高値設定電圧発生回路１２から出力されるパルス目標波高値設定電圧ＲＥＦＢが差動増幅回路１３、即ち、目標波高値設定電圧制御手段の一方の入力（正端子）に加えられる。一方、パルス波高値Ａを有するとともに第２パルス幅を有する電流パルス列信号により駆動されたＬＤ素子３０から送出される出力パルスが平均値検出回路４５により検出され、その検出値が上記差動増幅回路１３の他方の入力（負端子）に加えられる。上記差動増幅回路１３において、上記パルス目標波高値設定電圧ＲＥＦＢと、上記平均値検出回路４５からの検出値、即ち、上記電流パルス列信号の検出波高値に相当する検出電圧との偏差が算出され、該偏差に基づいて、当該差動増幅回路１３がフィードバック補償され、該差動増幅回路１３の出力が所定の目標波高値設定電圧ＲＥＦＢに保持され、したがって、ＬＤ素子３０に加えられる電流パルス列信号の波高値を一定に保持した状態で該ＬＤ素子３０は連続的に駆動される。
【００２８】
【発明の効果】
本発明においては、数ｎｓ（ナノ秒）〜数十ｎｓ（ナノ秒）程度の非常に短いパルス幅を有する電流パルス列信号が加えられて駆動される、制御対象のＬＤ素子からの出力パルス、例えば、作動したＬＤ素子を通過する電流パルス又は該ＬＤ素子から放射される光出力パルスを、パルス検出手段により検出した検出値と、電流パルスの目標波高値との偏差に基づき、パルス波高値コントローラ（波高値制御手段）をフィードバック補償して、上記ＬＤ素子に入力される電流パルス列信号の波高値を一定に保持して該ＬＤ素子を連続的に駆動するにあたり、上記パルス検出手段として平均値検出回路を使用することにより、検出対象のパルス信号のパルス幅が数ｎｓ程度の非常に短いものであっても、そのようなパルス幅の大きさに実質的に制限されることなく、かつ、平均値検出回路におけるキャパシタによる充電回路特性の変動を、当該フィードバック補償系を介して有効にキャンセルするようにしたから、従来形式の駆動装置におけるサンプルホールド回路の応答性の改善、即ち、該サンプルホールド回路のアクイジションタイムの低減化にあたり必要とされる、複雑かつ高価な回路構成部品を追加することなく、簡単な操作モードの切替えにより、高精度をもってＬＤ素子を連続的に駆動することができる。
【００２９】
また、上記従来形式の駆動装置におけるサンプルホールド回路に、本発明の主要構成要素である、平均値検出回路を併設し、上記サンプルホールド回路を利用して当該フィードバック補償操作の開始にあたり必要とされる初期調整、即ち、駆動対象のＬＤ素子を駆動する電流パルス列信号のパルス波高値の初期設定操作、いわゆる、較正操作を簡単かつ迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本的構成概念を説明するブロック図である。
【図２】本発明の第１実施例の駆動装置の回路図である。
【図３】本発明の第２実施例の駆動装置の回路図である。
【図４】本発明における基本的動作流れ図である。
【図５】従来形式の駆動装置のブロック回路図である。
【符号の説明】
１０  本発明の第１実施例（ＡＣＣ型駆動装置）
１１  メインプロセッサ（コンピュータ）
１２  目標波高値設定電圧発生回路
１３  差動増幅回路
１４−１、１４−２  入力（端子）
１５  操作モード切替えスイッチ
１６−１、１６−２  入力（端子）
１６−３  制御入力（端子）
１６−４  出力（端子）
１７−１、１７−２  接点
２１  駆動回路
２２−１  入力（端子）
２２−２  制御入力（端子）
２２−３  出力（端子）
２３  電圧−電流変換回路（定電流回路）
２４  パルス幅設定ディジタルスイッチ
２６  パルス発生器
３０  ＬＤ素子（ＤＵＴ）
３１  分流回路
３１−１、３１−２  分流抵抗
３２  逆バイアス電源
３３  フォトダイオード
３４  ラインドライバ
３６  高周波ケーブル
３７  サンプルホールド回路
４０  本発明の第２実施例（ＡＰＣ型駆動装置）
４３  Ａ−Ｄ変換器
４５  平均値検出回路
４９  Ａ−Ｄ変換器
５１  ２入力アナログマルチプレクサ
【図１】
2004311862.tif 000003
【図２】
2004311862.tif 000004
【図３】
2004311862.tif 000005
【図４】
2004311862.tif 000006
【図５】
2004311862.tif 000007