(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザと、
前記半導体レーザの光出力を検知して受光信号を出力する受光部と、
前記受光信号と、前記半導体レーザの発光レベルを指令する発光レベル指令信号とが入力され、入力された前記受光信号と前記発光レベル指令信号とが等しくなるように前記半導体レーザの順方向電流を制御する制御部と、
前記制御部と前記受光部との間に設けられ、前記受光部の温度変化による前記受光信号の変化を補償する温度特性補償部と
を有し、
前記温度特性補償部は、
第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタのエミッタに接続される第１のエミッタ抵抗と、前記第１のトランジスタとベースが共通接続される第２のトランジスタと、前記第２のトランジスタのエミッタに接続され、前記第１のエミッタ抵抗の温度特性と異なる温度特性を有する第２のエミッタ抵抗とよりなり、
前記第１のトランジスタ又は前記第２のトランジスタの一方がダイオード接続され、前記第１のトランジスタのエミッタが前記第１のエミッタ抵抗を介してアース接続され、前記第２のトランジスタのエミッタが前記第２のエミッタ抵抗を介してアース接続され、前記第１のトランジスタのコレクタが第１の定電流源と接続され、前記第２のトランジスタのコレクタが前記第１の定電流源の電流と略等しい電流を流す第２の定電流源と接続されるとともに前記受光部と前記制御部との間の接続点と接続されているカレントミラー回路を有し、
前記受光信号から前記受光部の温度変化による前記受光信号の変化に対応する電流変化分を除去することを特徴とする半導体レーザ制御装置。
【請求項２】
半導体レーザと、
前記半導体レーザの光出力を検知して受光信号を出力する受光部と、
前記受光信号と、前記半導体レーザの発光レベルを指令する発光レベル指令信号とが入力され、入力された前記受光信号と前記発光レベル指令信号とが等しくなるように前記半導体レーザの順方向電流を制御する制御部と、
前記制御部と前記受光部との間に設けられ、前記受光部の温度変化による前記受光信号の変化を補償する温度特性補償部と
を有し、
前記温度特性補償部は、
第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタのエミッタに接続される第１のエミッタ抵抗と、前記第１のトランジスタとベースが共通接続される第２のトランジスタと、前記第２のトランジスタのエミッタに接続され、前記第１のエミッタ抵抗の温度特性と異なる温度特性を有する第２のエミッタ抵抗とよりなり、
前記第１のトランジスタ又は前記第２のトランジスタの一方がダイオード接続され、前記第１のトランジスタのエミッタが前記第１のエミッタ抵抗を介してアース接続され、前記第２のトランジスタのエミッタが前記第２のエミッタ抵抗を介してアース接続され、前記第１のトランジスタのコレクタが前記受光部と接続され、前記第２のトランジスタのコレクタが電流の流れる方向を反転する電流反転回路を介して前記制御部に接続されているカレントミラー回路を有し、
前記受光信号から前記受光部の温度変化による前記受光信号の変化に対応する電流変化分を除去することを特徴とする半導体レーザ制御装置。
【請求項３】
前記温度特性補償部は、前記受光信号の温度によるオフセット変化を補償することを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ制御装置。
【請求項４】
前記温度特性補償部は、前記受光信号の温度による効率変化を補償することを特徴とする請求項２に記載の半導体レーザ制御装置。
【請求項５】
前記受光部及び前記制御部が一体又は同一集積回路上に構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の半導体レーザ制御装置。
【請求項６】
前記受光部、前記温度特性補償部及び前記制御部が一体又は同一集積回路上に構成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の半導体レーザ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザ制御装置及び方法に係り、特に、デジタル複写機、レーザプリンタ、光デイスク装置、光通信装置等の光源として用いられる半導体レーザを制御する半導体レーザ制御装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体レーザは小型であり、かつ駆動電流により高速に直接変調を行う事が出来るので、光デイスク装置、レーザプリンタ、光通信等の光源として広く使用されている。しかしながら、半導体レーザはその光出力・順方向電流特性が温度により著しく変化するので、半導体レーザの光出力を所望の値に設定する場合に問題となる。この問題を解決するために、さまざまなＡＰＣ回路（Automatic  Power  Control：自動パワー制御回路）が提案されている。例えば、特開平２−２０５３７９号公報に記載されるように、半導体レーザの光出力を受光素子によりモニタし、半導体レーザの光出力に比例する受光信号と発光レベル指令信号とが等しくなるように半導体レーザの順方向電流を制御する光・電気負帰還ループにより、半導体レーザの光出力を制御する半導体レーザ制御装置が提供されている。このような光・電気負帰還ループを利用した半導体レーザ制御装置が、高速・高精度・高分解能の点で有望といえる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記半導体レーザ制御装置において、光・電気負帰還ループを高速に動作させるときに半導体レーザの光出力とこれをモニターしている受光信号との間の周波数特性が良好でない場合がある。このような場合には、光出力がオーバーシュートする等により所望の光波形が得られなくなるという問題があった。
【０００４】
また、半導体レーザの受光には、半導体レーザに内蔵されている受光素子もしくは外付けの受光素子が用いられていた。このような受光素子を用いる場合、受光素子から基板上の配線パターン、もしくはハーネスを介して光・電気負帰還ループの制御入力部まで接続されていた。このような配線及び接続には、電子が流れるため、電子と光を比較して一般に約５０％程度伝播速度が低下し、また配線のインピーダンス成分や寄生容量などによる周波数特性の劣化、配線に混入するノイズ等の影響による精度低下などがあり、光・電気負帰還ループをより高速・高精度に動作させることが困難であるという問題があった。
【０００５】
また、従来の構成では、受光素子は、集積回路内または一体ではないため、外部の単独素子若しくは半導体レーザに内蔵されている受光素子を使用することになり、使用する素子により特性が異なるため、受光素子の温度特性を補償する事は、補償する構成も受光素子により異なる。従って、集積回路内で補償する事は困難であり、外部素子による補償も構成が複雑であるという問題点があった。
【０００６】
また、特開平５−３３５６６７号では、周波数特性を改善するために、受光信号の周波数特性を補償する周波数特性補償回路を設ける提案がなされている。しかし、この方式の場合、個々の受光素子の特性や受光素子から制御部までの配置等に応じて設定を行う必要があり、設定手段が複雑になるという問題点があった。
【０００７】
よって、本発明は、上記の問題点を解決し、半導体レーザから理想の光出力を得ることができ、高速、高精度、かつ簡易な構成を実現することのできる半導体レーザ制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明によれば、半導体レーザと、半導体レーザの光出力を検知して受光信号を出力する受光部と、受光信号と、半導体レーザの発光レベルを指令する発光レベル指令信号とが入力され、入力された受光信号と発光レベル指令信号とが等しくなるように半導体レーザの順方向電流を制御する制御部と、制御部と受光部との間に設けられ、受光部の温度変化による受光信号の変化を補償する温度特性補償部とを有し、温度特性補償部は、第１のトランジスタと、第１のトランジスタのエミッタに接続される第１のエミッタ抵抗と、第１のトランジスタとベースが共通接続される第２のトランジスタと、第２のトランジスタのエミッタに接続され、第１のエミッタ抵抗の温度特性と異なる温度特性を有する第２のエミッタ抵抗とよりなり、第１のトランジスタ又は第２のトランジスタの一方がダイオード接続され、第１のトランジスタのエミッタが第１のエミッタ抵抗を介してアース接続され、第２のトランジスタのエミッタが第２のエミッタ抵抗を介してアース接続され、第１のトランジスタのコレクタが第１の定電流源と接続され、第２のトランジスタのコレクタが第１の定電流源の電流と略等しい電流を流す第２の定電流源と接続されるとともに受光部と制御部との間の接続点と接続されているカレントミラー回路を有し、受光信号から受光部の温度変化による受光信号の変化に対応する電流変化分を除去することにより、受光素子の温度による影響を受けない高精度な半導体レーザ制御装置を実現することができる。
請求項２記載の発明によれば、半導体レーザと、半導体レーザの光出力を検知して受光信号を出力する受光部と、受光信号と、半導体レーザの発光レベルを指令する発光レベル指令信号とが入力され、入力された受光信号と発光レベル指令信号とが等しくなるように半導体レーザの順方向電流を制御する制御部と、制御部と受光部との間に設けられ、受光部の温度変化による受光信号の変化を補償する温度特性補償部とを有し、温度特性補償部は、第１のトランジスタと、第１のトランジスタのエミッタに接続される第１のエミッタ抵抗と、第１のトランジスタとベースが共通接続される第２のトランジスタと、第２のトランジスタのエミッタに接続され、第１のエミッタ抵抗の温度特性と異なる温度特性を有する第２のエミッタ抵抗とよりなり、第１のトランジスタ又は第２のトランジスタの一方がダイオード接続され、第１のトランジスタのエミッタが第１のエミッタ抵抗を介してアース接続され、第２のトランジスタのエミッタが第２のエミッタ抵抗を介してアース接続され、第１のトランジスタのコレクタが受光部と接続され、第２のトランジスタのコレクタが電流の流れる方向を反転する電流反転回路を介して制御部に接続されているカレントミラー回路を有し、受光信号から受光部の温度変化による受光信号の変化に対応する電流変化分を除去することにより、受光素子の温度による影響を受けない高精度な半導体レーザ制御装置を実現することができる。
【０００９】
請求項３記載の発明によれば、請求項１において、温度特性補償部は、受光信号の温度によるオフセット変化を補償することにより、受光素子の温度によるオフセット変化の影響を受けない高精度な半導体レーザ制御装置を実現することができる。
【００１０】
請求項４記載の発明によれば、請求項２において、温度特性補償部は、受光信号の温度による効率変化を補償することにより、受光素子の温度による効率変化の影響を受けない高精度な半導体レーザ制御装置を実現することができる。
【００１２】
請求項５記載の発明によれば、請求項１乃至４の何れか一項において、受光部及び制御部が一体又は同一集積回路上に構成されていることにより、受光部の特性を予め知ることができ、その特性を基に受光信号の温度特性を補償することができる。
【００１３】
請求項６記載の発明によれば、請求項１乃至４の何れか一項において、受光部、温度特性補償部及び制御部が一体又は同一集積回路上に構成されていることにより、受光部の特性を予め知ることができ、その特性を基に受光信号の温度特性を補償することができる。また、外部に素子や配線を持つことなく構成されているため、高速・高精度、かつ低コストで半導体レーザ制御装置を実現することができる。
【００２０】
請求項４記載の発明によれば、請求項２において、温度特性補償部はカレントミラー回路を用いて構成されることにより、容易に高精度な半導体レーザ制御装置を実現することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の第１実施例における半導体レーザ制御装置のブロック図を示す。図１において、半導体レーザ（ＬＤ）１４は、集積回路１０と接続され、光出力を供給する。集積回路１０は、比較増幅部１２と受光素子（ＰＤ）１３で構成されている。比較増幅部１２には、発光レベル指令信号１１と、半導体レーザ１４からの光出力が供給される。受光素子１３は、比較増幅部１２からの光出力の一部が供給されてモニターされる。比較増幅部１２、半導体レーザ１４、受光素子１３は光・電気負帰還ループを形成している。比較増幅部１２は受光素子１３に誘起された半導体レーザ１４の光出力に比例した光起電流に比例する受光信号と、発光レベル指令信号１１とを比較して、その結果により半導体レーザ１４の順方向電流を、受光信号と発光レベル指令信号１１とが等しくなるように制御する。
【００２７】
図１に示すように、受光素子１３が比較増幅部１２と一体もしくは同一集積回路上に構成されており、直接光信号を集積回路１０内で受光する構成であるので、配線による速度低下、インピーダンス成分や寄生容量などによる周波数特性の劣化、配線に混入するノイズ等の影響を受ける事無く光・電気負帰還ループを構成することが出来るので、高速・高精度の光・電気負帰還ループを実現できる。また、外部に素子やハーネスや光ファイバーなどの配線を持たないことにより、高速・高精度の光・電気負帰還ループを低コストで実現することができる。
【００２８】
図２に、本発明の第１実施例の変形例における半導体レーザ制御装置のブロック図を示す。図２において、図１に示す光・電気負帰還ループに加えて、発光レベル指令信号１１に従い半導体レーザ１４の順方向電流を高速に駆動する電流変換器１６を加えた構成を示している。電流変換器１６は、受光信号と発光レベル指令信号１１とが等しくなるように発光レベル指令信号１１に従って、予め設定された電流（半導体レーザ１４の光出力・順方向電流特性及び受光素子１３と半導体レーザ１４との結合係数、受光素子１３の光入力・受光特性に基づいて予め設定された電流）を出力する。この電流変換器１６の出力電流と、比較増幅器１２より出力される制御電流の和の電流が半導体レーザの順方向電流となる。この実施例では電流変換器１６の出力電流を光・電気負帰還ループの制御電流に加算する構成であるが、半導体レーザ１４と並列に電流変換器１６を接続する構成とる場合、電流変換器１６の出力電流と光・電気負帰還ループの制御電流の差の電流により半導体レーザ１４を制御する構成が実現できる。
【００２９】
このように、光・電気負帰還ループとは別に、発光レベル指令信号に従い、予め設定された電流を半導体レーザ１４の順方向電流に直接変換する電流変換器１６を設けることにより、発光レベル指令信号１１と半導体レーザ１４の光出力とが広い周波数領域で高い線形性を得ることができる。従って、光・電気負帰還ループのみからなる半導体レーザ制御装置に比べ、より高速応答が得られ、また高速変調が可能となるように半導体レーザの光出力を制御することができる。
【００３０】
図３に、本発明の第１実施例における集積回路内に受光素子を設けた場合の構成図を示す。図３において、バッケージ１９内の集積回路１８には、受光素子１７が設けられている。また、図４に、本発明の第１実施例における受光素子と集積回路を一体にした場合の構成図を示す。図４において、パッケージ２２内に受光素子２０と集積回路２１が一体になるように構成されている。このような構成は、受光素子と集積回路の距離がＩＣのパッケージ内であるため、基板に回路を構成するときに配線長を短くできると同時に、寄生容量を減少させることができる。
【００３１】
図５、６は、本発明の第１実施例における受光素子の温度特性の例を示す図である。受光素子の温度特性には、図５に示す半導体レーザ発光量と受光素子のモニター電流におけるオフセットの発生と、図６に示す半導体レーザ発光量と受光素子のモニター電流における効率の変化とがある。図５において、温度上昇に伴うオフセットがモニター電流の増加する場合を示している。また、受光素子によりモニター電流が減少する場合もある。図６において、温度上昇に伴う効率の低下を示している。また、受光素子により効率が上がる場合もある。図１、２に示す実施例では、受光素子は集積回路内又は一体であるため、受光素子の温度特性が予め判るため、容易に温度特性の補償を行うことができる。これまで、半導体レーザに関しては温度による特性の変化が大きく、いろいろな温度特性を制御する構成が提案されているが、それら半導体レーザの温度特性が十分高速・高精度に制御されている場合に、図１、２に示す光・電気負帰還ループを高精度に構成するためには、受光素子に関しても温度特性を高精度に補正する必要がある。
【００３２】
図７に、本発明の第２実施例における半導体レーザ制御装置のブロック図を示す。また、以下に示す構成について、図１、２に示す半導体レーザ制御装置の構成と同様の場合は、同符号を付して説明を省略する。図７において、集積回路２５には、比較増幅部１２と受光素子１３との間に、オフセットを補償するオフセット補償部２６が設けられている。
【００３３】
図８、９に、本発明の第２実施例の変形例における半導体レーザ制御装置のブロック図を示す。図８に示す集積回路２８には、比較増幅部１２と受光素子１３との接続点に接続された電流源３０が設けられている。電流源３０では、受光素子１３の温度によりモニター電流が減少するようにオフセット電流が発生する。図９に示す集積回路３２には、比較増幅部１２と受光素子１３との接続点に接続された電流源３４が設けられている。電流源３４では、受光素子１３の温度によりモニター電流が増加するようにオフセット電流が発生する。このように、モニター電流自体のオフセット電流を加減する事により、オフセット量の補償を行うことができる。
【００３４】
図１０に、本発明の第２実施例の変形例におけるオフセット電流生成回路図を示す。図１０において、オフセット電流を生成する回路における電流源３４は、基本構成がカレントミラー回路であり、トランジスタＱ１のエミッタに接続する抵抗を、集積回路内抵抗（Ｒｉｎ）３７、トランジスタＱ２のエミッタに接続する抵抗を、集積回路外抵抗（Ｒｏｕｔ）３８としている。集積回路内抵抗３７は、温度特性が大きく、集積回路外抵抗３８は温度特性が小さい。これらの特性を利用して、抵抗の温度特性の差をオフセット電流Ioffsetとして生成している。
【００３５】
例えば、集積回路内抵抗Ｒｉｎ３７が温度上昇に伴い抵抗値が増加するとし、外部抵抗Ｒｏｕｔ３８が温度特性を持たないとし、また、電流源（Ｉ１）３５、（Ｉ２）３６は一定電流であると仮定する。この場合、温度上昇に伴いＲｉｎが大きくなることにより、Ｒｉｎが接続されるトランジスタＱ１のベース電位が上昇する。しかしながら、Ｒｏｕｔは一定であるため、Ｒｏｕｔが接続されるトランジスタＱ２には、温度上昇に比例して電流Ｉ１より大きな電流が流れる。この構成では、Ioffsetは初期値に電流Ｉ１を持つことになるので、初期値をほぼ０とするため、Ｉ１≒Ｉ２なる電流Ｉ２を図に示すように流す。このような構成にすれば、Ioffsetには、初期値が０で、温度上昇に比例して増加する電流が流れるように構成することができる。
【００３６】
また、抵抗Ｒｉｎと抵抗Ｒｏｕｔの位置を反対にすると、Ioffsetには温度上昇に比例して減少する電流が流れる構成にすることができる。また、集積回路内抵抗Ｒｉｎ３７が温度上昇に伴い抵抗値が減少するものと仮定すると、Ioffsetには温度上昇に比例して減少する電流が流れるように構成することができる。図１０に示す実施例は、Ioffsetは電流を引く例であるが、同様の回路をＰＮＰトランジスタで構成したり、電流の流れる方向を反転するカレントミラー回路を追加すれば、電流を流しこむ構成も容易に実現できる。また、図１０に示す構成例では、外付け抵抗Ｒｏｕｔを用いているが、集積回路内における温度特性の異なる抵抗を用いても、同様の構成が実現でき、また、集積回路内トランジスタのコレクタ電流やベース電流の温度特性を利用しても、同様の補償回路を実現することができる。これら図８、９に示す構成例では、モニター電流自体のオフセット電流を増減する構成であることにより、集積回路内だけでなく、受光素子の特性が予め判っている場合に、外付け回路を付加することでモニター電流の温度のオフセット補償を実現することができる。
【００３７】
図１１に、本発明の第２実施例の変形例における半導体レーザ制御装置のブロック図を示す。図１１において、半導体レーザ制御装置４０は、モニター電流の温度オフセット補償をモニター電流自体ではなく、モニター電流と比較する発光レベル指令信号１１又は発光レベル指令信号電流にオフセット補償部２６と電流源３９が設けられている。オフセットを補償するオフセット電流生成の具体的な回路構成例は、図１０と同様であるので、ここでは説明を省略する。図１１に示す構成は、集積回路４０内で生成される発光レベル指令信号若しくは発光レベル指令信号電流自体に補償機能をもたせることにより、外部素子を用いることなく、集積化に適した補償部の構成が可能となる。また、温度によるオフセット電流補償を、モニター電流自体と発光レベル指令信号の両方の組み合わせにより補償する構成も、例えば図９と図１１に示す構成を組み合わせる事により実現することができる。
【００３８】
図１２に、本発明の第３実施例における半導体レーザ制御装置のブロック図を示す。図１２に示す集積回路４２には、図６に示す温度による受光素子の効率変化を補償するための効率補償部４８が設けられている。効率補償部４８は、受光素子電流つまりモニター電流自体に、温度による効率変化を補償する構成とされている。その具体的回路構成例を図１３に示す。
【００３９】
図１３に、本発明の第３実施例における効率変化を補償するための回路構成図を示す。図１３に示す効率変化を補償するための回路は、モニター電流Ｉｐｄを効率補償して電流Ｉｐｄ’を出力する。モニター電流Ｉｐｄは、抵抗Ｒｉｎ１、ＲｏｕｔとトランジスタＱ３、Ｑ４で構成されるカレントミラー回路により、受光素子の温度による効率の変化を補償する電流に変換される。変換された電流は、抵抗Ｒｉｎ２、Ｒｉｎ３とトランジスタＱ５、Ｑ６で構成されるカレントミラー回路により電流の流れる方向を反転して、効率補償を行った電流Ｉｐｄ’となる。また、温度特性を付加する動作に関しては図１０に示した回路と同様であるので、ここでは説明を省略する。これにより、初期温度で電流Ｉｐｄ’＝Ｉｐｄとなり、温度が上昇や下降したとき電流Ｉｐｄ’≠Ｉｐｄとなるような受光素子の温度による効率変化を補償するための電流を生成することができる。
【００４０】
図１４に、本発明の第３実施例の変形例における効率変化を補償するための回路構成図を示す。図１３に示す回路では、モニター電流Ｉｐｄが小さくなるとカレントミラー回路全体に流れる電流が小さくなってしまうので、カレントミラー回路の動作速度の低下や、電流反転精度が劣化してしまう場合がある。しかしながら、図１４に示すように、Ｉｐｄにオフセット電流Ioffsetを加算し、カレントミラー回路を経由した後、オフセット電流Ioffsetを減算してＩｐｄ’とする構成とすれば、モニター電流が小さい場合にもカレントミラー回路には一定のバイアス電流Ioffsetが流れているため、動作速度の低下や電流反転精度の劣化を抑制し、安定かつ高速・高精度の効率補償部を構成することができる。図１３、図１４に示す補償回路例は、集積回路内における構成例としているが、使用する受光素子の特性が予め判っている場合には、外付け回路でも同様の構成が可能であるので、汎用性がある補償部の回路構成が実現できる。
【００４１】
図１５に、本発明の第４実施例における半導体レーザ制御装置のブロック図を示す。図１５に示す集積回路４７には、図６に示す温度による受光素子の効率変化を補償するための効率補償部４８が設けられている。効率補償部４８は、受光素子電流つまりモニター電流の比較対象である発光レベル指令信号１１又は発光レベル指令信号電流に、受光素子の温度による効率変化を補償する構成とされている。また、図１６に、本発明の第４実施例の変形例における半導体レーザ制御装置のブロック図を示す。図１６に示す集積回路５０は、発光レベル指令信号電流を補償するための電流源５１が設けられている。図１５、図１６に示す構成の場合には、集積回路内で生成される発光レベル指令信号１１又は発光レベル指令信号の電流自体に補償機能を持たせることにより、外部素子を用いることなく、集積化に適した補償部の構成が可能となる。
【００４２】
図１７に、本発明の第４実施例における発光レベル指令信号電流を補償する回路構成図を示す。図１７に示す回路は、図１６に示す電流源５１の回路構成である。トランジスタＱ１１のベース電位Ｖｂｂが一定及びトランジスタＱ１１の特性は温度依存性が無いか、または、トランジスタＱ１１のエミッタ電位が一定電位となる様にトランジスタＱ１１のベース電位Ｖｂｂが設定されているとする。集積回路内部抵抗Ｒｉが温度上昇に伴い抵抗値が増加するものと仮定すると、発光レベル指令信号電流Ｉｓは温度上昇に伴い、電流の減少する構成を実現することができる。この電流を高速に発光レベル指令信号に基づいて、スイッチ５２によりスイッチングすることで、発光レベル指令信号に従い高速・高精度に動作する光・電気負帰還ループを構成することができる。
【００４３】
図１８に、本発明の第４実施例における発光レベル指令信号電流を補償する回路構成図を示す。図１８において、電流Ｉ１を一定電流、集積回路内抵抗Ｒｉｎを温度上昇に伴い抵抗値が増加し、外部抵抗Ｒｏｕｔは抵抗値一定と仮定すると、電流Ｉｓは、温度上昇に伴い、電流を増加させる構成を実現することができ、また、この電流を高速に発光レベル指令信号に基づいてスイッチ５４によりスイッチングすることで、発光レベル指令信号に従い高速・高精度に動作する光・電気負帰還ループを構成することができる。この構成例で、抵抗Ｒｉｎと抵抗Ｒｏｕｔをいれかえると、図１７に示す構成の動作と同じく、発光レベル指令信号電流Ｉｓは温度上昇に伴い、電流の減少する構成を実現することができる。
【００４４】
図１９に、本発明の第４実施例における発光レベル指令信号電流を補償する回路構成図を示す。図１９に示す回路は、集積回路内部素子のみで構成されている。この例では、発光レベル指令信号電流（１１）Ｉｓを、一定電流Ｉ１と、温度特性を持つ電流源５６からの電流Ｉｔｃの加算電流とすることで、受光素子１３の温度による効率変化を補償している。温度特性を持つ電流Ｉｔｃの生成方法は、例えば図１７に示す回路で実現することができる。
【００４５】
図２０に、本発明の第４実施例における発光レベル指令信号電流を補償する回路構成図を示す。図２０に示す回路は、集積回路内抵抗の温度特性を利用せずに集積回路内トランジスタの温度特性を利用した構成である。この例では、図１９の温度特性を持つ電流源５６からの電流Ｉｔｃを、トランジスタＱ１６、１７、１８のベース電流としている。電流源５９からの電流Ｉ２が一定電流でも、トランジスタＱ１６のベース電流は温度特性を持ち、小さい温度特性を補償する場合には有効である。このように、受光素子の温度による効率変化が小さい場合にも、精度良く温度特性を補償することができる。また、集積回路内抵抗とトランジスタの両方を利用して温度特性を精度良く補償することも可能である。
【００４６】
図２１、図２２に、本発明の第５実施例における半導体レーザ制御装置のブロック図を示す。図２１、２２に示す半導体レーザ制御装置は、光・電気負帰還ループに加えて、発光レベル指令信号に従い半導体レーザ１４の順方向電流を高速に駆動するために、電流変換器１６を加え、受光素子の温度によるオフセット補償を行うためにオフセット補償部２６を加えた構成である。また、図２３、２４には、本発明の第５実施例の変形例における半導体レーザ制御装置のブロック図を示す。図２３、２４に示す半導体レーザ制御装置は、光・電気負帰還ループに加えて、発光レベル指令信号１１に従い半導体レーザ１４の順方向電流を高速に駆動するための電流変換器１６を加え、受光素子の温度による効率補償を行うために効率補償部４８を加えた構成である。また、オフセット補償と効率補償を同時に行う事も可能であり、その場合、より高精度に受光素子の温度特性全般を補償する構成が実現できる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の半導体レーザ制御装置及び方法によれば、半導体レーザから理想の光出力を得ることができ、高速、高精度、かつ簡易な構成を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例における半導体レーザ制御装置のブロック図を示す。
【図２】本発明の第１実施例の変形例における半導体レーザ制御装置のブロック図を示す。
【図３】本発明の第１実施例における集積回路内に受光素子を設けた場合の構成図を示す。
【図４】本発明の第１実施例における受光素子と集積回路を一体にした場合の構成図を示す。
【図５】本発明の第１実施例における受光素子の温度特性の例を示す図である。
【図６】本発明の第１実施例における受光素子の温度特性の例を示す図である。
【図７】本発明の第２実施例における半導体レーザ制御装置のブロック図を示す。
【図８】本発明の第２実施例の変形例における半導体レーザ制御装置のブロック図を示す。
【図９】本発明の第２実施例の変形例における半導体レーザ制御装置のブロック図を示す。
【図１０】本発明の第２実施例の変形例におけるオフセット電流生成回路図を示す。
【図１１】本発明の第２実施例の変形例における半導体レーザ制御装置のブロック図を示す。
【図１２】本発明の第３実施例における半導体レーザ制御装置のブロック図を示す。
【図１３】本発明の第３実施例における効率変化を補償するための回路構成図を示す。
【図１４】本発明の第３実施例の変形例における効率変化を補償するための回路構成図を示す。
【図１５】本発明の第４実施例における半導体レーザ制御装置のブロック図を示す。
【図１６】本発明の第４実施例の変形例における半導体レーザ制御装置のブロック図を示す。
【図１７】本発明の第４実施例における発光レベル指令信号電流を補償する回路構成図を示す。
【図１８】本発明の第４実施例における発光レベル指令信号電流を補償する回路構成図を示す。
【図１９】本発明の第４実施例における発光レベル指令信号電流を補償する回路構成図を示す。
【図２０】本発明の第４実施例における発光レベル指令信号電流を補償する回路構成図を示す。
【図２１】本発明の第５実施例における半導体レーザ制御装置のブロック図を示す。
【図２２】本発明の第５実施例における半導体レーザ制御装置のブロック図を示す。
【図２３】本発明の第５実施例の変形例における半導体レーザ制御装置のブロック図を示す。
【図２４】本発明の第５実施例の変形例における半導体レーザ制御装置のブロック図を示す。
【符号の説明】
１０、１５、１８、２１、２５、２８、３２、４０、４２、４７、５０、６１、６５、７０、７５    集積回路
１２    比較増幅部
１３、１７、２０    受光素子
１４    半導体レーザ
１６    電流変換器
１９、２２    パッケージ
２６    オフセット補償部
３０、３４、３５、３６、５１    電流源
４８    効率補償部
５２、５４、５５、６０    スイッチ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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