DE102017204478A1 - A method of operating a variable wavelength waveguide surface emitting semiconductor laser - Google Patents
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- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/0617—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium using memorised or pre-programmed laser characteristics
Abstract
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Betreiben eines oberflächenemittierenden Halbleiterlasers mit HCG-Spiegel mit veränderlicher Wellenzahl k. Dabei wird ein Triggersignal auf Basis einer zeitabhängigen Steuerspannung oder gleichzeitig mit der Steuerspannung zeitgesteuert erzeugt, wobei das Triggersignal mehrere zeitlich aufeinanderfolgende Triggerimpulse umfasst und sich die Wellenzahl in einem Zeitintervall zwischen zwei beliebigen zeitlich aufeinanderfolgenden Triggerimpulsen um einen festen Wert ändert. The invention relates to methods for operating a surface emitting semiconductor laser with HCG mirror with variable wave number k. In this case, a trigger signal based on a time-dependent control voltage or simultaneously with the control voltage is generated in a time-controlled manner, wherein the trigger signal comprises a plurality of temporally successive trigger pulses and the wave number changes in a time interval between any two temporally successive trigger pulses by a fixed value.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines oberflächenemittierenden Halbleiterlasers mit veränderlicher Wellenzahl k.The invention relates to a method for operating a surface emitting semiconductor laser having a variable wave number k.
Der Auswertungs- und Bildgenerierungsalgorithmus in der Optischen Kohärenztomografie (OCT) basierend auf Frequenzraum (Frequency Domain)- OCT erfordert unter anderem die Anwendung von Fouriertransformationen auf das gewonnene Signal. Ein Spezialfall des Verfahrens stellt das Swept Source OCT (SSOCT) dar, bei dem die notwendige Erfassung des Spektrums sequentiell erfolgt und zu diesem Zweck eine hochfrequent durchstimmbare Laserquelle („Swept Source“) zum Einsatz kommt. Im Deutschen könnte man eine Swept Source als optischen Wobbelgenerator bezeichnen. Dabei kann es sich um einen durchstimmbaren Laser oder eine durchstimmbare LED handeln. Für die erforderliche Weiterverarbeitung und die FourierTransformation der Daten beim SSOCT Verfahren ist es erforderlich, dass das Spektrum mit äquidistanten Stützstellen bezüglich der Wellenzahl bzw. der Frequenz des Lichts vorliegt.The evaluation and image generation algorithm in optical coherence tomography (OCT) based on frequency domain (OCT) requires inter alia the application of Fourier transforms to the signal obtained. A special case of the method is the Swept Source OCT (SSOCT), in which the necessary acquisition of the spectrum takes place sequentially and for this purpose a high-frequency tunable laser source ("swept source") is used. In German, one could call a swept source an optical wobble generator. This can be a tunable laser or a tunable LED. For the required further processing and the Fourier transformation of the data in the SSOCT method, it is necessary that the spectrum is present with equidistant interpolation points with respect to the wavenumber or the frequency of the light.
Die Dynamik von Swept Sources folgt allerdings in der Regel einer nichtlinearen Funktion, ein mit fest vorgegebener Sampling-Rate aufgezeichnetes Signal erfüllt daher nicht die oben aufgestellten Anforderungen. Die Swept Source generiert aus diesem Grund neben dem durchstimmbaren Licht-Ausgangssignal immer auch ein sogenanntes k-Clock Signal und gibt dieses aus. Das k-Clock Signal ist ein Triggersignal, welches während der Durchstimmung des Lasers (sogenannter Sweep) das Verstimmen des Lasers um jeweils eine bestimmte Änderung der Wellenzahl k anzeigt.However, the swept-source dynamics usually follow a nonlinear function, so a signal recorded at a fixed sampling rate does not meet the requirements outlined above. For this reason, the swept source always generates a so-called k-clock signal in addition to the tunable light output signal and outputs it. The k-clock signal is a trigger signal, which indicates the detuning of the laser by a certain change of the wave number k during tuning of the laser (so-called sweep).
Das SSOCT-System kann nun dieses Signal als Triggersignal für die Datenerfassung nutzen, um auf diese Weise unmittelbar ein Spektrum mit äquidistante Stützstellen im k-Raum aufzunehmen. Alternativ kann bei einer Datenerfassung mit fester Sampling-Rate das k-Clock Signal genutzt werden, um das zeitäquidistant aufgenommene Signal durch Interpolation auf eine frequenzäquidistante Basis umzurechnen.The SSOCT system can now use this signal as a trigger signal for data acquisition in order to directly record a spectrum with equidistant interpolation points in k-space. Alternatively, in a data acquisition with a fixed sampling rate, the k-clock signal can be used to convert the time equidistant recorded signal by interpolation on a frequency equidistant basis.
Stand der TechnikState of the art
Das notwendige k-clock-Signal wird in gängigen OCT-Systemen optisch generiert. Hierzu wird ein Teil der erzeugten Laserleistung durch ein Frequenzfilter-Element geleitet und die transmittierte oder reflektierte Leistung gemessen. Als Filterelemente kommen z.B. ein Etalon als Fabry-Perot-Filter oder ein Interferometer - z.B. in Mach-Zehnder-Anordnung - zum Einsatz. Während des Frequenz-Sweeps resultiert die sich verändernde Wellenlänge des Lasers in einem periodischen Leistungssignal am Ausgang des Filter-Elements. Die Periodizität kann dabei durch die Parameter des Filterelements auf die Anforderungen der Applikation angepasst werden, z.B. über den Wegstreckenunterschied z der beiden Interferometerarme.
Die oben genannten Herangehensweise zur Generierung des k-Clock-Signals erfordert präzise ausgeführte Optiken sowie eine Messeinrichtung zur Bestimmung der Leistung am Ausgang des spektralen Filterelements. Die Baugruppe beinhaltet dadurch einen signifikanten Anteil an den Herstellkosten des Swept-Source Lasers. Darüber hinaus wird die k-clock Charakteristik durch die Ausführung der Optik fest vorgenommen. Eine Änderung der Anzahl von Triggerimpulsen je Wellenzahlintervall ist somit nicht ohne weiteres möglich. Weitergehend wird für die Generierung des k-clock Signals immer ein Anteil der Ausgangsleistung des Swept-Source Lasers aufgebraucht und somit die nutzbare Ausgangsleistung reduziert.The above-mentioned approach to generating the k-clock signal requires precisely designed optics as well as a measuring device for determining the power at the output of the spectral filter element. As a result, the assembly contains a significant proportion of the manufacturing costs of the swept-source laser. In addition, the k-clock characteristic is fixed by the execution of the optics. A change in the number of trigger pulses per wave number interval is thus not readily possible. Furthermore, a portion of the output power of the swept-source laser is always consumed for the generation of the k-clock signal, thus reducing the usable output power.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben einer Lichtquelle für das SSOCT Verfahren, bei der auf einfache Weise ein Triggersignal generiert wird.The object of the invention is a method for operating a light source for the SSOCT method, in which a trigger signal is generated in a simple manner.
Lösung der Aufgabe:Solution of the task:
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1.The object is achieved by a method according to
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Vorteilhaft ist eine deutliche Reduzierung des Herstellaufwandes und der Kosten im Vergleich zu Anordnungen, die auf das optische Generieren eines Triggersignals angewiesen sind. Außerdem besteht die Möglichkeit für ein parametrisierbares Triggersignal beispielsweise per Software, z.B. für eine vorwählbare, auf die Anforderungen der jeweiligen Applikation einfach anpassbaren Anzahl von Triggerimpulsen je Wellenlängenintervall.It is advantageous to significantly reduce the manufacturing costs and the costs compared to arrangements that rely on the optical generation of a trigger signal. In addition, there is the possibility of a parameterizable trigger signal, for example by software, e.g. for a pre-selectable number of trigger pulses per wavelength interval, which can be easily adapted to the requirements of the respective application.
Beschreibungdescription
Das SSOCT- Verfahren erfordert eine schmalbandige Lichtquelle, welche Licht mit einer hohen Kohärenzlänge emittiert. Das Licht einer bestimmten Wellenlänge λ weist eine Wellenzahl k auf, die dem Kehrwert der Wellenlänge entspricht. Die Wellenzahl k muss über einen bestimmten Wellenzahlbereich k1 ... k2 veränderlich sein. Aus der Vielzahl verfügbarer Lichtquellen wird erfindungsgemäß ein oberflächenemittierender Halbleiterlaser ausgewählt. Ein oberflächenemittierender Halbleiterlaser wird auch als VCSEL (englisch vertical-cavity surface-emitting laser) bezeichnet. Ein solcher Laser ist wegen der hohen Kohärenzlänge von einigen 10 cm oder mehr besonders geeignet. Vorteilhaft kann ein Ein-Moden-Betrieb sein. Erfindungsgemäß wird ein oberflächenemittierender Halbleiterlaser (VCSEL) bereitgestellt. Der oberflächenemittierende Halbleiterlaser umfasst einen Resonator. Der Resonator umfasst einen ersten Spiegel und einen zweiten Spiegel. Der Resonator kann durch den ersten und den zweiten Spiegel begrenzt sein. Der erste und der zweite Spiegel können parallel zueinander angeordnet sein. Der erste Spiegel und der zweite Spiegel weisen einen Abstand voneinander auf. Der VCSEL kann eine Laserstrahlung in einer Richtung z emittieren, die senkrecht zum ersten Spiegel sein kann.The SSOCT method requires a narrow band light source which emits light with a high coherence length. The light of a certain wavelength λ has a wave number k which corresponds to the reciprocal of the wavelength. The wave number k must be variable over a certain wave number range k 1 ... k 2 . From the multiplicity of available light sources, a surface-emitting semiconductor laser is selected according to the invention. A surface emitting semiconductor laser is also referred to as VCSEL (English vertical-cavity surface-emitting laser). Such a laser is particularly suitable because of the high coherence length of several 10 cm or more. Advantageous may be a single-mode operation. According to the invention, a surface emitting semiconductor laser (VCSEL) is provided. The surface emitting semiconductor laser comprises a resonator. The resonator comprises a first mirror and a second mirror. The resonator may be limited by the first and second mirrors. The first and second mirrors may be arranged parallel to each other. The first mirror and the second mirror are spaced from each other. The VCSEL may emit laser radiation in a direction z which may be perpendicular to the first mirror.
Bekannte durchstimmbare VCSEL nutzen einen sogenannten MEMS-Spiegel (englisch microoptomechanical system) als einen der beiden Endspiegel der Laserkavität. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung kann die Position dieses Spiegels beeinflusst und somit die Gesamtlänge der Laserkavität verändert werden. Ein solcher MEMS-Spiegel besteht typischerweise aus einem beweglich gelagerten DBR Spiegel (englisch disributed bragg reflector). Wegen der hohen Masse eines aus mehreren Schichten aufgebauten bekannten DBR-Spiegels sind relativ hohe Stellkräfte erforderlich, um die Resonatorlänge durchzustimmen. Die Reproduzierbarkeit der Wellenzahleinstellung ist daher insbesondere bei schneller Verstellung bzw. bei hohen Durchstimmfrequenzen so schlecht, dass ein optisch generiertes Triggersignal erforderlich ist. Erfindungsgemäß hingegen ist der erste Spiegel als HCG (Hochkontrastgitter) ausgebildet. Ein HCG Spiegel kann eine ca. 200 Mal geringere Masse aufweisen im Vergleich zu einem DBR-Spiegel. Dadurch kann die Einstellgenauigkeit deutlich verbessert sein. Hochkontrastgitter werden auch als Subwellenlängengitter (sub wavelength grating) bezeichnet. HCG sind beispielsweise aus
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Lichtquelle mit einer veränderlichen Wellenzahl k für ein SSOCT Verfahren umfasst das Bereitstellen eines oberflächenemittierenden Halbleiterlasers (VCSEL). Der oberflächenemittierende Halbleiterlaser umfasst einen Resonator und weist eine im Resonator liegende Halbleiteroberfläche auf. Eine solche im Resonator liegende Halbleiteroberfläche kann beispielsweise durch Unterätzen des unten beschriebenen ersten Spiegels hergestellt werden. Die Halbleiteroberfläche kann parallel zum ersten Spiegel sein. Der VCSEL kann ein Substrat aufweisen. Der VCSEL kann eine Halbleiterstruktur aufweisen. Die Halbleiterstruktur kann wenigstens einen p-n-Übergang und wenigstens einen Quantengraben aufweisen. Die Halbleiterstruktur kann dafür vorgesehen sein, eine optische Verstärkung zu bewirken, die zum Laserbetrieb erforderlich ist. Die Halbleiteroberfläche kann auf einer Oberseite der Halbleiterstruktur angeordnet sein. Der Resonator umfasst einen ersten Spiegel und einen zweiten Spiegel. Der erste Spiegel ist als HCG (Hochkontrastgitter) ausgebildet. Der erste Spiegel ist in einem veränderlichen Abstand l zu der Halbleiteroberfläche angeordnet. Der erste Spiegel kann also mit einem Parallelspalt der Dicke I zur Halbleiteroberfläche angeordnet sein. Der Spalt kann bevorzugt mit einem gasförmigen Medium gefüllt sein. Ebenfalls vorteilhaft kann der Spalt auch ohne Medium, d.h. unter Vakuum betrieben werden. Der Brechungsindex des Spaltes kann den Wert 1 aufweisen. Der Abstand l kann kleiner als 5µm sein. Der erste Spiegel kann mit einem Federelement verbunden sein. Das Federelement kann aus dem gleichen Material bestehen wie der erste Spiegel. Der erste Spiegel kann einen ersten elektrischen Kontakt aufweisen. Der erste Spiegel kann eine erste Elektrode darstellen. Der VCSEL kann eine zweite Elektrode mit einem zweiten elektrischen Kontakt aufweisen. Die zweite Elektrode kann vorteilhaft auf der Halbleiterstruktur angeordnet sein. Durch Anlegen einer Steuerspannung zwischen der ersten und der zweiten Elektrode kann der Abstand l verringert werden. Der zweite Kontakt kann eine Apertur aufweisen, durch die das Laserlicht hindurchtreten kann. Die zweite Elektrode kann aber auch in einem Abstand zur Halbleiterstruktur angeordnet sein, der größer ist als der Abstand l. Durch Anlegen einer Steuerspannung zwischen der ersten und der zweiten Elektrode kann in diesem Fall der Abstand l vergrößert werden.The method according to the invention for operating a light source with a variable wave number k for an SSOCT method comprises providing a surface emitting semiconductor laser (VCSEL). The surface-emitting semiconductor laser comprises a resonator and has a semiconductor surface lying in the resonator. Such a semiconductor surface lying in the resonator can be produced, for example, by undercutting the first mirror described below. The semiconductor surface may be parallel to the first mirror. The VCSEL may comprise a substrate. The VCSEL may have a semiconductor structure. The semiconductor structure may have at least one p-n junction and at least one quantum well. The semiconductor structure may be intended to effect an optical amplification required for laser operation. The semiconductor surface may be arranged on an upper side of the semiconductor structure. The resonator comprises a first mirror and a second mirror. The first mirror is designed as HCG (high-contrast grid). The first mirror is arranged at a variable distance l from the semiconductor surface. The first mirror can thus be arranged with a parallel gap of thickness I to the semiconductor surface. The gap may preferably be filled with a gaseous medium. Also advantageously, the gap may also be without medium, i. be operated under vacuum. The refractive index of the gap may be 1. The distance l can be less than 5μm. The first mirror may be connected to a spring element. The spring element may be made of the same material as the first mirror. The first mirror may have a first electrical contact. The first mirror may represent a first electrode. The VCSEL may include a second electrode having a second electrical contact. The second electrode can advantageously be arranged on the semiconductor structure. By applying a control voltage between the first and second electrodes, the distance ℓ can be reduced. The second contact may have an aperture through which the laser light can pass. However, the second electrode can also be arranged at a distance from the semiconductor structure that is greater than the distance l. By applying a control voltage between the first and the second electrode, the distance l can be increased in this case.
Erfindungsgemäß wird eine zeitlich veränderliche Steuerspannung U(t) erzeugt.According to the invention, a time-varying control voltage U (t) is generated.
Erfindungsgemäß wird außerdem ein Triggersignal mittels eines Elektronikmoduls erzeugt.According to the invention, a trigger signal is also generated by means of an electronic module.
Das Triggersignal kann ausschließlich auf Basis der zeitlich veränderlichen Steuerspannung U erzeugt werden.The trigger signal can be generated exclusively on the basis of the time-varying control voltage U.
Alternativ kann das Erzeugen eines ausschließlich zeitgesteuerten Triggersignals vorgesehen werden, wobei das Triggersignal gleichzeitig mit der zeitlich veränderlichen Steuerspannung U erzeugt wird.Alternatively, the generation of an exclusively time-triggered trigger signal can be provided, wherein the trigger signal is generated simultaneously with the time-varying control voltage U.
Das Triggersignal umfasst mehrere Impulsfolgen. Jede Impulsfolge umfasst mehrere zeitlich aufeinanderfolgende Triggerimpulse. In einem Zeitintervall zwischen zwei beliebigen zeitlich aufeinanderfolgenden Triggerimpulsen einer Impulsfolge ändert sich die Wellenzahl k um einen festen Wert. Die Änderung kann man mit Δk bezeichnen. Die Triggerimpulse können, müssen aber nicht, zeitlich äquidistant sein.The trigger signal comprises several pulse trains. Each pulse train comprises several temporally successive trigger pulses. In one Time interval between any two successive trigger pulses of a pulse train, the wave number k changes by a fixed value. The change can be denoted by Δk. The trigger pulses may, but need not, be equidistant in time.
Die zeitlich veränderliche Steuerspannung U wird an den ersten Spiegel angelegt. Dadurch ändert sich der Abstand l. Diese Änderung des Abstands l kann aufgrund der elektrostatischen Anziehung zwischen dem Spiegel und einer zweiten Elektrode bewirkt werden. Der Spiegel dient dabei als erste Elektrode. Die Steuerspannung kann zwischen einem ersten Kontakt, der mit dem Spiegel elektrisch verbunden ist und dem zweiten Kontakt, der mit der zweiten Elektrode elektrisch verbunden ist oder mit dieser identisch ist, angelegt werden. Dadurch kann es zu einer elektrostatischen Anziehungskraft zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode kommen, die von der angelegten Steuerspannung abhängt.The time-varying control voltage U is applied to the first mirror. This changes the distance l. This change in the distance I can be effected due to the electrostatic attraction between the mirror and a second electrode. The mirror serves as the first electrode. The control voltage may be applied between a first contact electrically connected to the mirror and the second contact electrically connected to or identical to the second electrode. This can lead to an electrostatic attraction between the first electrode and the second electrode, which depends on the applied control voltage.
Die Änderung des Abstandes l bewirkt eine Änderung der Wellenzahl k.The change of the distance l causes a change of the wave number k.
Die zeitliche Änderung der Steuerspannung kann kontinuierlich erfolgen. Idealerweise kann die Änderung der Wellenzahl ebenfalls kontinuierlich erfolgen, d.h. ohne Modensprünge des Lasers.The temporal change of the control voltage can be continuous. Ideally, the change in wavenumber may also be continuous, i. without fashion jumps of the laser.
Es kann eine erste Impulsfolge erzeugt werden, während die Wellenzahl k kontinuierlich von einem ersten Wert k1 der Wellenzahl zu einem zweiten Wert k2 der Wellenzahl verändert wird. Nachfolgend kann eine zweite Impulsfolge erzeugt werden, während die Wellenzahl kontinuierlich von dem ersten Wert k1 der Wellenzahl zu dem zweiten Wert k2 der Wellenzahl verändert wird. Im Zeitraum zwischen der ersten Impulsfolge und der zweiten Impulsfolge kann der Abstand I durch ein Rücksetzen der Steuerspannung U auf einen Anfangswert zurückgesetzt werden.A first pulse sequence can be generated while the wave number k is changed continuously from a first value k 1 of the wave number to a second value k 2 of the wave number. Subsequently, a second pulse train can be generated while the wave number is continuously changed from the first value k 1 of the wave number to the second value k 2 of the wave number. In the period between the first pulse train and the second pulse train, the distance I can be reset by resetting the control voltage U to an initial value.
Es kann eine erste Impulsfolge erzeugt werden, während die Wellenzahl k kontinuierlich von einem ersten Wert k1 der Wellenzahl zu einem zweiten Wert k2 der Wellenzahl verändert wird und nachfolgend kann eine zweite Impulsfolge erzeugt werden, während die Wellenzahl kontinuierlich von dem zweiten Wert k2 der Wellenzahl zu dem ersten Wert k1 der Wellenzahl verändert wird. In diesem Fall kann das Rücksetzen des Abstands l zwischen der ersten und der zweiten Pulsfolge entfallen.A first pulse train can be generated while the wave number k is continuously changed from a first value k 1 of the wave number to a second value k 2 of the wave number, and subsequently a second pulse train can be generated while the wave number is continuously from the second value k 2 the wave number is changed to the first value k 1 of the wave number. In this case, the resetting of the distance l between the first and the second pulse train can be omitted.
Die erste und die zweite Impulsfolge können jeweils einen ersten und einen letzten Triggerimpuls aufweisen. Zwischen dem letzten Triggerimpuls der ersten Impulsfolge und dem ersten Triggerimpuls der zweiten Impulsfolge kann eine Zeitspanne vergehen, die größer ist, als die mittlere Zeitspanne zwischen zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Triggerimpulsen des ersten Triggersignals. Das kann den Vorteil haben, dass die jeweiligen Pulsfolgen bei einer nachfolgenden Auswertung mit einem OCT-Signal synchronisiert werden können.The first and second pulse trains may each have a first and a last trigger pulse. Between the last trigger pulse of the first pulse train and the first trigger pulse of the second pulse train can pass a time period which is greater than the average time period between two temporally successive trigger pulses of the first trigger signal. This can have the advantage that the respective pulse sequences can be synchronized in a subsequent evaluation with an OCT signal.
Die Wellenzahl k kann eine Funktion f der Steuerspannung U sein. Die Funktion f kann in einem Intervall [Umin .. Umax] eine inverse Funktion g besitzen. Die Steuerspannung U kann in einem Zeitintervall, welches eine Impulsfolge einschließt der Funktion g(k(t)) entsprechen. Die Steuerspannung U kann in diesem Zeitintervall gemäß der Funktion g(k(t)) gewählt werden. Dazu können diskrete Sollwerte der Steuerspannung U als Funktionswerte g(k(t1)), g(k(t2)) .. g(k(tn)) in einer ersten Lookup- Tabelle hinterlegt sein.The wave number k may be a function f of the control voltage U. The function f may have an inverse function g in an interval [U min .. U max] . The control voltage U may correspond to the function g (k (t)) in a time interval including a pulse train. The control voltage U can be selected in this time interval according to the function g (k (t)). For this purpose, discrete setpoint values of the control voltage U can be stored as function values g (k (t 1 )), g (k (t 2 )). G (k (t n )) in a first look-up table.
Die Steuerspannung kann derart erzeugt werden, dass eine Folge von Sollwerten der Steuerspannung in einer ersten Lookup Tabelle in einem ersten Speicherbereich des Elektronikmoduls hinterlegt sind und dass die Sollwerte der Steuerspannung zu Zeiten t1, t2, ..., tn fortlaufend abgerufen und mittels eines Digital-Analog-Wandlers (DA-Wandler) in die Steuerspannung U umgesetzt werden.The control voltage can be generated in such a way that a series of desired values of the control voltage are stored in a first lookup table in a first memory area of the electronic module and the setpoint values of the control voltage are continuously called at times t 1 , t 2 ,..., T n be converted into the control voltage U by means of a digital-to-analog converter (DA converter).
Eine Folge von Sollwerten des Triggersignals kann in einer zweiten Lookup Tabelle in einem zweiten Speicherbereich des Elektronikmoduls hinterlegt sein. Die Sollwerte des Triggersignals können zu den Zeiten t1, t2, ..., tm fortlaufend abgerufen werden. Die abgerufenen Werte können als das Triggersignal ausgegeben werden.A sequence of desired values of the trigger signal can be stored in a second lookup table in a second memory area of the electronic module. The setpoint values of the trigger signal can be continuously called up at the times t 1 , t 2 ,..., T m . The retrieved values can be output as the trigger signal.
Eine Folge von Spannungswerten kann in einer dritten Lookup Tabelle in einem dritten Speicherbereich des Elektronikmoduls hinterlegt sein. Dann kann fortlaufend jeweils ein Triggerimpuls vom Elektronikmodul ausgegeben werden, wenn der Sollwert der Steuerspannung dem jeweils nächsten Tabellenwert der dritten Lookup-Tabelle entspricht.A sequence of voltage values can be stored in a third look-up table in a third memory area of the electronic module. Then, in each case a trigger pulse can be output from the electronic module continuously if the desired value of the control voltage corresponds to the respective next table value of the third lookup table.
Außerdem wird eine erfindungsgemäße Lichtquelle mit einer veränderlichen Wellenzahl k angegeben umfassend einen oberflächenemittierenden Halbleiterlasers, wobei der oberflächenemittierende Halbleiterlaser einen Resonator umfasst, wobei der Resonator einen ersten Spiegel und einen zweiten Spiegel umfasst und der erste Spiegel als HCG (Hochkontrastgitter) ausgebildet ist und der erste Spiegel in einem veränderlichen Abstand l zu einer Halbleiteroberfläche angeordnet ist und außerdem umfassend ein Elektronikmodul. Die Lichtquelle ist dadurch gekennzeichnet, dass sie mit dem Verfahren nach Anspruch 1 betrieben werden kann.In addition, a light source according to the invention is provided with a variable wavenumber k comprising a surface emitting semiconductor laser, wherein the surface emitting semiconductor laser comprises a resonator, wherein the resonator comprises a first mirror and a second mirror and the first mirror is formed as HCG (high contrast grating) and the first mirror is arranged at a variable distance l to a semiconductor surface and also comprising an electronic module. The light source is characterized in that it can be operated by the method according to
Die Figuren zeigen Folgendes:
-
1 zeigt einen oberflächenemittierenden Halbleiterlaser mit veränderlicher Wellenzahl. -
2 zeigt eine erfindungsgemäße Lichtquelle. -
3 zeigt eine Lichtquelle nach dem Stand der Technik. -
4 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des Verfahrens. -
5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Verfahrens. -
6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des Verfahrens. -
7 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel des Verfahrens. -
8 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel des Verfahrens -
9 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel des Verfahrens noch mehr. -
10 zeigt ein siebentes Ausführungsbeispiel des Verfahrens
-
1 shows a waveguide surface emitting semiconductor laser. -
2 shows a light source according to the invention. -
3 shows a light source according to the prior art. -
4 shows a first embodiment of the method. -
5 shows a second embodiment of the method. -
6 shows a third embodiment of the method. -
7 shows a fourth embodiment of the method. -
8th shows a fifth embodiment of the method -
9 shows a sixth embodiment of the method even more. -
10 shows a seventh embodiment of the method
Ausführungsbeispiele:EXAMPLES
Dadurch kommt es zu einer Verformung des Federelements und damit zu einer Veränderung des Abstands l. Weiterhin gezeigt ist eine Halbleiterstruktur
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Lichtquelle mit veränderlicher WellenzahlLight source with variable wave number
- 22
- oberflächenemittierender Halbleiterlasersurface-emitting semiconductor laser
- 33
- erster Spiegelfirst mirror
- 44
- zweiter Spiegelsecond mirror
- 55
- HalbleiterstrukturSemiconductor structure
- 66
- HalbleitersubstratSemiconductor substrate
- 77
- Erster KontaktFirst contact
- 88th
- Zweiter Kontakt, zweite ElektrodeSecond contact, second electrode
- 99
- Aperturaperture
- 1010
- HalbleiteroberflächeSemiconductor surface
- 1111
- Laserstrahlunglaser radiation
- 1212
- Federelementspring element
- 1313
- Abstandshalterspacer
- 1414
- Elektronikmodulelectronic module
- 1515
- Optisches InterferometerOptical interferometer
- 1616
- Interferometrisches MeßsignalInterferometric measurement signal
- 1717
- Triggersignaltrigger signal
- 1818
- Erste ImpulsfolgeFirst pulse train
- 1919
- Zweite ImpulsfolgeSecond pulse train
- 2020
- Triggerimpulstrigger pulse
- 2121
- Erster TriggerimpulsFirst trigger pulse
- 2222
- Letzter TriggerimpulsLast trigger pulse
- 2323
- Erste Lookup- TabelleFirst lookup table
- 2424
- Zweite Lookup- TabelleSecond lookup table
- 2525
- Dritte Lookup- TabelleThird lookup table
- 2626
- DA- WandlerDA converter
- 27 27
- Teilerdivider
- 2828
- Torschaltunggate
- 2929
- Komparatorcomparator
- 3030
- Erster TaktFirst bar
- 3131
- Zweiter TaktSecond bar
- 3232
- StufenkomparatorStufenkomparator
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 2884224 A1 [0005]EP 2884224 A1 [0005]
- EP 3020105 A1 [0005]EP 3020105 A1 [0005]
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