(57)【要約】【課題】発振回路の高周波信号出力端子を発振回路に対する電源端子に兼用し、しかも直列キャパシタと並列キャパシタとによる整合回路を備えたレーザダイオード駆動用高周波重畳モジュールを提供する。【解決手段】トランジスタＱ１のエミッタとレーザダイオードＬＤに対する駆動信号出力端子Ｔｏとの間に直列接続したキャパシタＣ４と、駆動信号出力端子ＴｏとグランドＴｇとの間に並列接続したキャパシタＣ５とによるインピーダンス整合回路３を設け、駆動信号出力端子ＴｏとトランジスタＱ１のコレクタとの間にチョークコイルとしてのインダクタＬ３を接続する。これにより、駆動信号出力端子Ｔｏを発振回路２の電源入力端子に兼用し、且つ、直列キャパシタＣ４と並列キャパシタＣ５による整合回路３により、発振回路２とレーザダイオードＬＤとのインピーダンス整合を図る。【選択図】  図１
2004253444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電流に高周波電流を重畳させた駆動電流をレーザダイオードに通電するレーザダイオード駆動用高周波重畳モジュールにおいて、
発振回路に含まれる発振用能動素子の出力端側とレーザダイオードに対する駆動信号出力端との間に直列接続したキャパシタと、前記駆動信号出力端とグランドとの間に並列接続したキャパシタとを含むインピーダンス整合回路を設け、
前記駆動信号出力端と前記能動素子の電源端側との間に高周波信号阻止用インダクタを接続して、前記駆動信号出力端を前記発振回路の電源入力端に兼用したレーザダイオード駆動用高周波重畳モジュール。
【請求項２】
前記発振回路の一部をセラミック多層基板内に形成した導電性パターンにより構成し、前記インピーダンス整合回路の少なくとも一部を構成する部品を前記セラミック多層基板上に搭載した請求項１に記載のレーザダイオード駆動用高周波重畳モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、直流電流に高周波電流を重畳してレーザダイオードを駆動するレーザダイオード駆動用高周波重畳モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レーザダイオードの温度上昇によるモードホッピングノイズの発生を防止するために、レーザダイオードを駆動する直流電流に高周波電流を重畳してマルチモードで駆動するようにしたレーザダイオードの駆動回路が構成されている。この高周波電流の重畳のために、高周波信号を発生させる発振回路が用いられる（例えば、特許文献１〜３）。
【０００３】
図７は、特許文献２の従来例として挙げられている回路の構成を示している。ここで、端子ＬＤＤはレーザダイオードＬＤに対して直流電流を供給する入力端子であり、この端子ＬＤＤとレーザダイオードＬＤとの間にＣ７，Ｃ８，Ｌ４，Ｌ５からなるローパスフィルタを挿入している。図７におけるその他の回路はレーザダイオードＬＤに対して高周波電流を重畳させるための発振回路である。Ｖｃｃはその発振回路に対する電源入力端子であり、抵抗Ｒ１〜Ｒ４はトランジスタＱ１に対して所定の直流バイアスを与える。この発振回路はコルピッツ型発振器を構成していて、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ９およびＬ１，Ｌ２の各素子値によってその発振周波数が定まる。
【０００４】
図８は、特許文献１の実施形態で示されている回路の主要部を示している。ここで、Ｒ１〜Ｒ３はトランジスタＱ１に対して所定の直流バイアスを与える。この発振回路もコルピッツ型発振器を構成していて、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｌ１，Ｌ２の各素子値によってその発振周波数が定まる。Ｌ３は負荷インピーダンスであり、トランジスタＱ１のコレクタからレーザダイオードＬＤに対して発振出力を取り出している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２５１７６３公報
【特許文献２】
特開平１０−２５６６３０号公報
【特許文献３】
国際公開第９８／０１８５６号パンフレット
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
通常の回路構成では、図７に示したようにレーザダイオードＬＤに直流電流を供給する電源と、その直流電流に重畳する高周波電流を発生させる発振回路に対する電源とが必要になる。しかし、電源の数は少ない方が好ましく、また発振回路をレーザダイオードとは別の１つのモジュールとして構成する場合、すなわち発振回路を部品として構成し、ユーザ側でレーザダイオードに組み合わせて用いる場合には、そのモジュールの小型化を図る上でも外部端子の数は少なくする方が好ましい。図８に示した構成によれば、発振回路の高周波信号出力端子に電源端子の機能を与えることによってこれらの問題を解消することができる。
【０００７】
一方、図７に示した回路では、キャパシタＣ４，Ｃ５が、レーザダイオードＬＤと発振回路とのインピーダンス整合回路として作用する。これに対して、図８に示した構成では、発振回路の出力端を兼ねる電源入力端をレーザダイオードに直接接続して直流電流を通電する必要があるので、発振回路の出力部に直列にキャパシタを設けることができない。そのため、図７におけるＣ４，Ｃ５のようなキャパシタによる整合回路を設けることができない。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、発振回路の高周波信号出力端子を発振回路に対する電源端子に兼用し、しかも直列キャパシタと並列キャパシタとによる整合回路を備えたレーザダイオード駆動用高周波重畳モジュールを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、直流電流に高周波電流を重畳させた駆動電流をレーザダイオードに通電するレーザダイオード駆動用高周波重畳モジュールにおいて、
発振回路に含まれる発振用能動素子の出力端側とレーザダイオードに対する駆動信号出力端との間に直列接続したキャパシタと、前記駆動信号出力端とグランドとの間に並列接続したキャパシタとを含むインピーダンス整合回路を設け、
前記駆動信号出力端と前記能動素子の電源端側との間に高周波信号阻止用インダクタを接続して、前記駆動信号出力端を前記発振回路の電源入力端に兼用したことを特徴としている。
【００１０】
また、この発明は、前記発振回路の一部をセラミック多層基板内に形成した導電性パターンにより構成し、前記インピーダンス整合回路の少なくとも一部を構成する部品を前記セラミック多層基板上に搭載したことを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
第１の実施形態に係るレーザダイオード駆動用高周波重畳モジュールの構成を図１に示す。図中１で示す部分がレーザダイオードＬＤに対する高周波重畳モジュールである。ＶＬＤは電源端子、ＧＮＤはグランド端子であり、キャパシタＣ８とインダクタＬ５からなるノイズ除去フィルタ回路４を電源端子ＶＬＤとレーザダイオードＬＤとの間に設けている。Ｔｄａはレーザダイオードのアーノード端子、Ｔｄｃはレーザダイオードのカソード端子である。また、Ｔｏは高周波重畳モジュール１側の駆動信号出力端子、Ｔｇはそのグランド端子である。この高周波重畳モジュール１は、その端子Ｔｏ，Ｔｇをレーザダイオード側の端子Ｔｄａ，Ｔｄｃにそれぞれ接続することによって用いる。仮に、高周波重畳モジュール１を接続しなければ、レーザダイオードＬＤは電源端子ＶＬＤから供給される直流電流だけで駆動されることになる。
【００１２】
高周波重畳モジュール１の駆動信号出力端子Ｔｏは高周波重畳モジュール１に対する電源入力とレーザダイオードＬＤに対する高周波信号の出力を兼ねている。トランジスタＱ１のベース−コレクタ間に接続した抵抗Ｒ１と、トランジスタＱ１のエミッタ−グランド間に接続した抵抗Ｒ３とによって、トランジスタＱ１に対する直流バイアス回路を構成している。Ｑ１のベース−グランド間には、キャパシタＣ１およびインダクタＬ１からなる直列回路と、キャパシタＣ２，Ｃ１１の直列回路を接続している。そして、Ｃ２，Ｃ１１の接続点をＱ１のエミッタに接続して、Ｃ２の両端電圧をＱ１のベース−エミッタ間に供給するように回路を構成している。また、キャパシタＣ１０により、トランジスタＱ１のコレクタを高周波的に接地している。このようにして、コルピッツ型発振回路を構成している。
【００１３】
トランジスタＱ１のエミッタと駆動信号出力端子Ｔｏとの間には直列にキャパシタＣ４を接続し、駆動信号出力端子Ｔｏとグランドとの間に並列にキャパシタＣ５を接続している。このキャパシタＣ４，Ｃ５によって、高周波重畳モジュール１とレーザダイオードＬＤとのインピーダンス整合回路３を構成している。上記コルピッツ型発振回路の発振周波数は、キャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ１１およびインダクタＬ１の各素子値によって定まる。
【００１４】
駆動信号出力端子ＴｏとトランジスタＱ１のコレクタとの間にはインダクタＬ３を接続している。このインダクタＬ３はチョークコイルとして作用し、駆動信号出力端子ＴｏからインダクタＬ３を介して発振回路２へ電源電圧を供給するとともに、発振信号がトランジスタＱ１のコレクタに戻らないようにしている。
【００１５】
発振信号は、トランジスタＱ１のエミッタとグランドとの間に挿入した抵抗Ｒ３の両端から、すなわちＱ１のエミッタから取り出すように構成している。
【００１６】
このようにして、レーザダイオードＬＤの駆動電圧をそのまま用いて発振回路２へ電源電圧を供給するとともに、発振信号をレーザダイオードＬＤへ与える。
【００１７】
さらに、Ｑ１のエミッタと駆動信号出力端子Ｔｏとの間に直列キャパシタＣ４，並列キャパシタＣ５による整合回路３を設けたことにより、発振回路２とレーザダイオードＬＤとのインピーダンス整合をとる。このインピーダンス整合により、消費電流が減少し、不要輻射も抑えられる。
【００１８】
図２は第２の実施形態に係るレーザダイオード駆動用高周波重畳モジュールの構成を示す回路図である。この例では、トランジスタＱ１のエミッタとグランドとの間に抵抗Ｒ３とインダクタＬ６とによる直列回路を挿入している。このインダクタＬ６を設けたことにより、高周波信号に対するインピーダンスを高めて、発振出力を高めることができる。
【００１９】
図３は、第３の実施形態に係るレーザダイオード駆動用高周波重畳モジュールの構成を示す回路図である。この例では、トランジスタＱ１のエミッタとグランドとの間にインダクタＬ６とキャパシタＣ１２による並列回路と、抵抗Ｒ３との直列回路を挿入している。この構成により、インダクタＬ６とキャパシタＣ１２による並列共振周波数でのインピーダンスを高める。この並列共振周波数を発振周波数に合わせることによって、発振出力をより高めることができる。
【００２０】
図４は、第４の実施形態に係るレーザダイオード駆動用高周波重畳モジュールの構成を示す回路図である。この例では、トランジスタＱ１のベースとグランドとの間に抵抗Ｒ２を接続している。この構成により、電源電圧の変動に対するベースバイアス電圧の変動が小さくなり、発振出力の安定化が図れる。
【００２１】
図５・図６は図１に示したレーザダイオード駆動用高周波重畳モジュールの構造を示す図である。図５はその断面図であり、各種導電性パターンを形成したセラミック層を多層に積層したセラミック多層基板１０を用いている。このセラミック多層基板１０の内部には、導電性パターン１１やビアホール１２を備えている。また、図における下部には端子電極１３を設けている。セラミック多層基板１０の上面には表面実装部品１４を表面実装している。さらに、セラミック多層基板１０には、その側部および上面を被うように金属ケース１５を被せて全体をシールドしている。
【００２２】
図６は、図５に示したセラミック多層基板の各層の構造を示す平面図である。図６において（１）〜（１３）で示す各層は下側から見た図であり、（１）が最下層、（１３）が最上層に相当する。また、（１３）の層は、チップ部品の実装面のパターンを示している。（１４）はその実装面に各種チップ部品を実装した状態を上から見た図である。
【００２３】
図６の（１）に示す各端子の名称のうち、Ｇはグランド端子、ＮＣは空端子である。（２）の層にはほぼ全面にグランド電極ＧＮＤを形成している。（３），（４）で示す層には、インダクタＬ１として作用させる線路を形成している。（６）〜（１１）で示す層には、キャパシタＣ５，Ｃ４，Ｃ２，Ｃ１１として作用させる電極およびグランド電極をそれぞれ形成している。セラミック多層基板の上面には、（１４）に示すように、キャパシタＣ１，Ｃ１０、抵抗Ｒ１，Ｒ３、インダクタＬ３、およびトランジスタＱ１の各チップ部品を搭載実装している。これらの図中の記号は図１に示した各回路素子の記号に対応している。また、キャパシタの記号に付したａ，ｂはキャパシタの２つの電極の一方側および他方側を示している。
【００２４】
このようにしてセラミック多層基板内に各種キャパシタおよびインダクタを構成し、その他のトランジスタを含む個別部品をその上面に搭載することによって、全体に小型のレーザダイオード駆動用高周波重畳モジュールを構成できる。
【００２５】
【発明の効果】
この発明によれば、発振回路の高周波信号出力端子を発振回路に対する電源端子に兼用したので、単一の電源を用いるだけでよく、発振回路を備えたモジュールの端子数も減るので、モジュールの小型化が図れる。また、そのモジュールを用いるユーザ側でも、回路への実装が容易となる。さらに、発振回路とレーザダイオードとの間に設けたインピーダンス整合回路により、発振回路とレーザダイオードとのインピーダンスが整合するので、消費電流が減少し、不要輻射も抑えられる。
【００２６】
また、この発明によれば、発振回路の一部をセラミック多層基板内に形成した導電性パターンにより構成し、インピーダンス整合回路の少なくとも一部を構成する部品をセラミック多層基板上に搭載したことにより、インピーダンス整合回路の調整が容易となる。例えば、特性の異なったレーザダイオードへ適用する場合でも、セラミック多層基板を共用して、それに実装する整合回路の部品を変更することによって対応できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係るレーザダイオード駆動用高周波重畳モジュールの構成を示す回路図
【図２】第２の実施形態に係るレーザダイオード駆動用高周波重畳モジュールの構成を示す回路図
【図３】第３実施形態に係るレーザダイオード駆動用高周波重畳モジュールの構成を示す回路図
【図４】第４実施形態に係るレーザダイオード駆動用高周波重畳モジュールの構成を示す回路図
【図５】レーザダイオード駆動用高周波重畳モジュールの構造を示す断面図
【図６】図５におけるセラミック多層基板の各層の構造を示す平面図
【図７】従来のレーザダイオード駆動回路の例を示す図
【図８】従来のレーザダイオード駆動回路の別の例を示す図
【符号の説明】
１−レーザダイオード駆動用高周波重畳モジュール
２−発振回路
３−インピーダンス整合回路
４−ノイズ除去フィルタ回路
１０−セラミック多層基板
１１−導電性パターン
１２−ビアホール
１３−端子電極
１４−表面実装部品
１５−金属ケース
Ｔｄａ−レーザダイオードのアノード端子
Ｔｄｃ−レーザダイオードのカソード端子
Ｔｏ−駆動信号出力端子
Ｔｇ−グランド端子
Ｑ１−トランジスタ（能動素子）
ＶＬＤー電源端子
ＧＮＤ−グランド端子（グランド）
【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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【図８】
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