CN102738700A - 校正电路、驱动电路、发光装置及电流脉冲波形校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及校正电路、包含该校正电路的驱动电路和发光装置以及电流脉冲的校正方法。本发明的校正电路包括：温度上升导出部，其用于导出多通道表面发光型激光器阵列中第一通道的由一个以上的第二通道的发热引起的温度上升量，所述第二通道是所述激光器阵列包括的所有通道中的至少邻近所述第一通道的通道；以及第一校正部，其基于由所述温度上升导出部导出的所述温度上升量对从电流源输出到所述第一通道的电流脉冲的波形进行校正，所述电流源能够针对所述激光器阵列的各个通道独立地驱动所述激光器阵列。由此，本发明能够改善表面发光型激光器阵列中的热串扰。

Description

校正电路、驱动电路、发光装置及电流脉冲波形校正方法

相关申请的交叉参考

本发明包含与2011年3月30日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP 2011-075468的公开内容相关的主题，在此将该在先申请的全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及对施加到具有垂直谐振腔结构的半导体激光器阵列的电流脉冲波形进行校正的校正电路，以及包括该校正电路的驱动电路和发光装置。此外，本发明还涉及用于对施加到半导体激光器的电流脉冲波形进行校正的方法。

背景技术

不同于现有的法布里-珀罗(Fabry-Perot)谐振腔型半导体激光器，表面发光型半导体激光器在垂直于基板的方向上发射光，并且能够在同一基板上以二维阵列的形式布置多个谐振腔结构。因此，近年来，表面发光型半导体激光器在诸如数据通信和打印机等领域中受到关注。

表面发光型半导体激光器通常包括柱形垂直谐振腔结构，该柱形垂直谐振腔结构是通过在基板上依次堆叠下部DBR层、下部间隔层、活性层、上部间隔层、电流限制层、上部DBR层和接触层形成的。在这种半导体激光器中，已知的是，光输出随着活性层温度的变化而显著变化。例如，当用1mW驱动具有650nm振荡波长的表面发光型半导体激光器时，活性层温度仅从50℃变化到60℃，但光输出下降大约20％。

此外，在该表面发光型半导体激光器中，垂直谐振腔非常小，从而活性层温度由于电流注入而容易上升。因此，在集成有多个表面发光型半导体激光器的激光器阵列中，当驱动所有的半导体激光器，且每个半导体激光器的活性层温度均上升时，各个半导体激光器的活性层温度由于从邻近的其它半导体激光器传递的热量而进一步上升。于是，各半导体激光器的光输出下降。例如，在45μm间距和4×8通道的表面发光激光器阵列中，当在50℃下用1mW驱动各个半导体激光器时，每个半导体激光器的活性层温度升高10℃或者高于使单个通道发光时的活性层温度。因而，各个半导体激光器的光输出下降大约20％。由此以来，在表面发光型激光器阵列中存在如下问题：邻近的其它半导体激光器产生的热量使光输出下降，从而形成热串扰(thermal crosstalk)。

目前提出了各种解决热串扰的方法，例如，日本专利文件JP-A-2000-190563披露了一种解决法布里-珀罗型半导体激光器中的串扰的方法。日本专利文件JP-A-2000-190563披露了如下一项技术：通过计算由于驱动激光器而产生的装置温度上升来确定合适的校正电流量，并且通过使用该校正电流来驱动激光器，以抑制由热串扰造成的光输出下降。

在日本专利文件JP-A-2000-190563所述的方法中，校正电流量是与由激光器的温度上升所引起的阈值上升相等的值。然而，在实际的半导体激光器中，由于温度上升和注入电流改变了斜率效率(slopeefficiency)，所以校正的电流量等于或者大于阈值的变化。特别地，在表面发光型半导体激光器中，由温度变化引起的阈值变化比较小，但是，斜率效率的变化较大。因此，需要根据斜率效率的变化来确定校正电流量。即，日本专利文件JP-A-2000-190563披露的方法难以改善表面发光型激光器阵列中的热串扰。

发明内容

鉴于以上问题，期望提供一种能够缓解表面发光型激光器阵列中的热串扰的影响的校正电路以及含有该校正电路的驱动电路和发光装置。此外，还期望提供一种能够改善表面发光型激光器阵列中的热串扰的电流脉冲波形校正方法。

本发明的实施例涉及校正电路，该校正电路包括：温度上升导出部，其用于导出多通道表面发光型激光器阵列中第一通道的由一个以上的第二通道的发热引起的温度上升量，所述第二通道是所述激光器阵列包括的所有通道中的至少邻近所述第一通道的通道；以及第一校正部，其基于由所述温度上升导出部导出的所述温度上升量对从电流源输出到所述第一通道的电流脉冲的波形进行校正，所述电流源能够针对所述激光器阵列的各个通道独立地驱动所述激光器阵列。

本发明的另一个实施例涉及驱动电路，该驱动电路包括电流电源和所述实施例的校正电路，所述校正电路校正从该电流电源输出的电流脉冲的波形。

本发明的又一个实施例涉及发光装置，该发光装置包括多通道表面发光型激光器阵列以及上述实施例的用于驱动该激光器阵列的驱动电路。

本发明的再一个实施例涉及电流脉冲波形的校正方法，所述校正方法包括如下两个步骤：(A)导出多通道表面发光型激光器阵列中第一通道的由一个以上的第二通道的发热引起的温度上升量，所述第二通道是所述激光器阵列包括的所有通道中的至少邻近所述第一通道的通道；(B)基于由所述温度上升导出部导出的所述温度上升量对从电流源输出到所述第一通道的电流脉冲的波形进行校正，所述电流源能够针对所述激光器阵列的各个通道独立地驱动所述激光器阵列。

在本发明实施例的校正电路、驱动电路、发光装置以及电流脉冲波形的校正方法中，根据第一通道的由第一通道邻近的第二通道的发热引起的温度上升量，来校正从所述电流电源输出到所述第一通道的电脉冲的波形。从而能够使激光器阵列的光输出更接近在未受热串扰影响时的光输出。

在本发明实施例的校正电路、驱动电路、发光装置以及电流脉冲波形的校正方法中，由于激光器阵列的光输出能够更接近未受热串扰影响时的光输出，所以能够缓解表面发光型激光器阵列中的热串扰的影响。

附图说明

图1表示本发明一个实施例的半导体激光器阵列的上表面结构的示例；

图2表示包括图1的半导体激光器阵列的发光装置的示意性结构的示例；

图3表示图2的激光器驱动部的内部结构的示例；

图4A和图4B表示图1的激光器的电流-光输出特性以及电流-斜率效率特性的示例；

图5示意说明由图1的半导体激光器阵列产生的热的传播；

图6A～图6C表示施加到图5的ch2～ch4的电流的波形的示例；

图7表示图5的ch2～ch4中每者的热流、耐热性以及热时间常数的示例；

图8A～图8D表示ΔT₂→₁(t)、ΔT₃→₁(t)、ΔT₄→₁(t)和∑_xΔT_x→₁(t)的示例；

图9表示当ΔT₂→₁(t)、ΔT₃→₁(t)、ΔT₄→₁(t)和∑_xΔT_x→₁(t)与图8A～图8D的这些量相等时的ΔIch1(t)的示例；

图10表示图3的校正电路的内部结构的示例；

图11表示图3的激光器驱动部的第一变型例；

图12A～图12C表示图11的激光器驱动部产生的电流脉冲波形的示例；

图13表示图1的激光器的I-L特性的示例；

图14A和图14B表示图1的激光器的光输出波形的示例；

图15A～图15E表示图11的I_op1(t)波形和图11的I_A1(t)波形的合成波形；

图16表示图1的激光器的示意性结构以及热回路的示例的图；

图17是用于说明热方程中包含的变量的波形图；

图18A表示通过导出热方程得到的活性层温度的时间变化的图；

图18B表示通过实际测量得到的活性层温度与光输出之间的关系；

图18C表示从图8A和图8B得到的光输出的时间变化；

图19表示光输出的时间变化的实际测量值和计算值；

图20表示图3激光器驱动部的第二变型例；

图21表示下垂(下降)的注入电功率依赖性的示例；

图22A～图22C表示图20的激光器驱动部产生的电流脉冲波形的示例；

图23A～图23C表示图1的激光器的光输出波形的示例；

图24A～图24E表示图20的I_op1(t)波形和图20的I_B1(t)波形的合成波形；

图25表示图1激光器驱动部的第三变型例；

图26A～图26C表示图25的激光器驱动部产生的电流脉冲波形的示例；

图27表示第一应用例的印刷装置的示意结构；以及

图28表示另一应用例的光通信装置的示意结构。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的实施例进行详细说明。而且，说明将按如下顺序进行。

1.实施例

设有用于缓解热串扰影响的电路的示例

2.变型例

设有用于降低由波长失谐(Waveform Detune)引起的光输出波形钝度(Dullness)的电路的示例

设有用于减小由下垂(Droop)引起的光输出下降的电路的示例

3.应用例

每个实施例的发光装置用作印刷装置的光源的示例

每个实施例的发光装置用作光通信装置的光源的示例

1.实施例

半导体激光器阵列1的结构

图1表示实施例的半导体激光器阵列1的俯视图。此外，图1仅为示意性的，其不同于实际尺寸和形状。半导体激光器阵列1是通过集成多个表面发光型激光器件10构成的。在半导体激光器1中，单个激光器件10称作一个通道。如图1所示，当设置有4个激光器件10时，半导体激光器阵列称作4通道激光器阵列。

各激光器件10放置在上表面上，使得从各激光器件10发出的激光束的光轴之间的距离尽量彼此靠近。例如，如图1所示，各个激光器件10布置成一行。此外，尽管图中未示出，但各激光器件10也可布置成格子状(grid shape)。此外，虽然图1示出了放置有4个激光器件10的情形，但也可以只布置两个激光器件10，或者布置3个激光器件10，或者布置5个以上的激光器。另外，在下文中，将通过布置有4个激光器件10的示例来说明半导体激光器阵列1。

例如，通过结晶生长，在公共基板(图中未示出)上形成各个激光器件10。此外，可通过结合将各个激光器件10放置在公共基板(图中未示出)上。

例如，激光器件10具有柱形垂直谐振腔结构，该柱形垂直谐振腔结构具有布置在一对多层膜反射镜之间的活性层。例如，活性层包括红色系材料(例如，GaInP或者AlGaInP)。此外，活性层也可由其它材料形成，并例如可以包括红外系材料(例如，GaAs或者AlGaAs)。例如，激光器件10具有环形的上部电极11，上部电极11在垂直谐振腔结构的上表面上具有开口11A，激光器件10从开口11A发出激光束。激光器件10还具有位于垂直谐振腔结构附近的电极焊盘12，并且具有将上部电极11与电极焊盘12互相电连接的连接部13。

除激光器件10之外，半导体激光器阵列1还具有温度检测器件20。例如，温度检测器件20设置在激光器件10的公共基板(图中未示出)上，并例如通过晶体生长(crystal growth)形成在激光器件10的公共基板上。此外，温度检测器件20可通过结合而放置在激光器件10的公共基板上。

类似于激光器件10，例如，温度检测器件20也具有柱形谐振腔结构，该柱形谐振腔结构具有布置在一对多层膜反射镜之间的活性层。例如，温度检测器件20的活性层和激光器件10的活性层是由相同的材料形成，并例如包括红色系材料(例如，GaInP或者AlGaInP)。此外，温度检测器件20的活性层可由其它材料形成。例如，该活性层可包括红外系材料(例如，GaAs或者AlGaAs)。

例如，温度检测器件20具有板状上部电极21，板状上部电极21在垂直谐振腔结构的上表面上没有开口，从而没有激光束从该垂直谐振腔结构的上表面发出。温度检测器件20还具有位于垂直谐振腔结构附近的电极焊盘22，并且具有将上部电极21与电极焊盘22互相电连接的连接部23。温度检测器件20通过在温度检测器件20中流经正常电流时使用温度检测器件20的串联电阻的变化来检测环境温度，其中串联电阻的变化是由活性层温度(其是由环境温度引起的)的变化引起的。具体地，温度检测器件20将温度检测器件20的串联电阻的变化作为上部电极21的电压变化输出到电极焊盘22。

发光装置2的结构

图2表示包括半导体激光器阵列1的发光装置2的示意结构。发光装置2包括半导体激光器阵列1、系统控制部30和激光器驱动部40。系统控制部30通过激光器驱动部40来控制半导体激光器阵列1的驱动。

激光器驱动部40向半导体激光器阵列1注入电流，从而使半导体激光器阵列1发光。例如，如图3所示，激光器驱动部40具有电流源41、校正电路42和合成部43。

如图3所示，电流源41能够针对各个通道独立地驱动多通道半导体激光器阵列1，并且能够输出四种电流(I_op none1(t)～I_op none4(t))。电流源41以脉冲的方式驱动半导体激光器1，并例如用于输出作为矩形电流脉冲的四种电流(I_op none1(t)～I_op none4(t))。同时，如图3所示，校正电路42对从电流源41输出的电流脉冲的波形进行校正，并例如能够输出四种校正电流(ΔI_ch1(t)～ΔI_ch4(t))。

合成部43用于将从电流源41输出的电流与从校正电路42输出的校正电流进行合成，并将合成后的电流输出到外部(具体是指半导体激光器阵列1)。例如，如图3所示，合成部43具有用于连接电流源41的输出端和校正电路42的输出端的连接部，并能够将从电流源41输出的电流与从校正电路42输出的校正电流进行相加(叠加)。例如，合成部43能够输出四种电流(I_op1(t)～I_op4(t))，上述四种电流(I_op1(t)～I_op4(t))是通过将从电流源41输出的电流(I_op none1(t)～I_op none4(t))与从校正电路42输出的校正电流(ΔI_ch1(t)～ΔI_ch4(t))相加而得到的。

下面将说明校正电路中产生的校正电流的导出过程。

单个器件的温度特性的建模

图4A表示表面发光型红色半导体激光器的电流-光输出特性的温度依赖性的示例。图4B表示表面发光型红色半导体激光器电流-斜率效率(slope efficiency)特性的温度依赖性的示例。此外，图4B是通过将图4A的电流-光输出特性对电流进行微分得到的。由图4B可知，当电流的大小是从阈值到约3mA之间的值时，斜率效率相对电流线性地降低，斜率效率的倾斜度(斜率)随着温度上升而变小。由温度和电流的变化引起的斜率效率的变化可以用下列模型方程来表示。

[方程1]

SE(I，T)＝(-a·T+b)(I-Ic)+ηC

这里，符号T表示环境温度。符号I表示输入到半导体激光器的电流(驱动电流)。符号SE(I，T)表示斜率效率，并包括作为变量的环境温度T和驱动电流I。符号a、b、Ic、和ηC是取决于半导体激光器的特性的不同常数。例如，在图4A和图4B所示的红色半导体激光器的情况下，符号a、b、Ic和ηC取如下数值。

[方程2]

通过对方程1进行积分得到如下电流-光输出特性。此外，在方程3中，符号P(I，T)表示光输出，并且包括作为变量的环境温度T和驱动电流I。符号const表示常数。

[方程3]

$P(I,T)=\frac{1}{2}(-\mathrm{aT}+b){(I-I_c)}^2+{\mathrm{\η}}_c\·I+\mathrm{const}.$

用于对由温度上升引起的光输出下降进行校正的电流

能够通过下述方式导出如下校正电流，该校正电流用于校正由环境温度T的变化引起的光输出变化量(ΔP)。如果温度变化和电流变化没有引起光输出变动，则通过方程3得到下列方程。

[方程4]

$\mathrm{\ΔP}=P(I+\mathrm{\ΔI},T+\mathrm{\ΔT})-P(I,T)=\frac{\∂P}{\∂I}\mathrm{\ΔI}+\frac{\∂P}{\∂T}\mathrm{\ΔT}=0$

此外，符号ΔT表示环境温度T的变化量。符号ΔI表示驱动电流I的变化量。通过将方程3代入方程4，得到下列方程。

[方程5]

$(-\mathrm{aT}+b)(I-I_c)\mathrm{\ΔI}-\frac{1}{2}a{(I-I_c)}^2+{\mathrm{\η}}_c\mathrm{\ΔI}=0$

[方程6]

$\mathrm{\ΔI}=\frac{(a/2){(I-I_c)}^2}{(-\mathrm{aT}+b)(I-I_c)+{\mathrm{\η}}_c}\·\mathrm{\ΔT}$

从方程6可知，驱动电流I的上升和环境温度T的上升表明被校正的电流值变大。

由于驱动不同于目标通道的通道而引起的目标通道的温升

图5示意表示半导体激光器阵列1中产生的热量的传递。如图5所示，通道ch1的激光器件10的由通道ch1周围的通道ch2、ch3和ch4的激光器10的发热引起的温度上升量表示为ΔT_x→1(x为2、3、4)，温度上升量ΔT_x→1对时间的微分方程表示如下。

[方程7]

$\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{\ΔT}}_{x\→1}-W_x{R}_{x\→1}+R_{x\→1}{C}_{x\→1}\frac{d\left({\mathrm{\ΔT}}_{x\→1}\right)}{\mathrm{dt}}=0& \mathrm{ON}\\ {\mathrm{\ΔT}}_{x\→1}+R_{x\→1}{C}_{x\→1}\frac{d\left({\mathrm{\ΔT}}_{x\→1}\right)}{\mathrm{dt}}=0& \mathrm{OFF}\end{array}\right\}$

这里，W_x→1表示由通道chx(x为2、3、4)的发光产生的热流。R_x→1表示通道chx与通道ch1之间的热阻。C_x→1表示通道chx与通道ch1之间的热容量。通过导出微分方程，能够导出通道ch1的由通道chx的发热引起的的温度上升量ΔT_x→1。

接下来，为了通过使用所有通道chx的发热的总量来估计通道ch1的温度上升量，例如，假定类似于图6A至图6C的数据模式。每个通道x的热阻、热时间常数和热流设定成类似于图7所示的值。通过将它们代入微分方程(方程7)并导出ΔT_x→1(t)，ch1的温度表现出如图8A～图8D所示的变化。

[方程8]

$\underset{x}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\ΔT}}_{x\→1}\left(t\right)$

校正电流量的导出

通过将上述方程8代入方程6，得到如下方程。

[方程9]

$\mathrm{\ΔI}=\frac{a/2{(I-I_c)}^2}{(-\mathrm{aT}+b)(I-I_c)+{\mathrm{\η}}_c}\·\underset{x}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\ΔT}}_{x\→1}\left(t\right)$

另外，能够通过求解上述方程9来导出校正电流。符号T表示环境温度，但环境温度T是在温度检测器件20中流动有恒定电流时作为电压检测的。该电压在驱动半导体激光器阵列1之前被数据保持，并且在驱动半导体激光器阵列1时为恒定值。通过实际计算，得到如图9所示的结果。这里，各参数采用了方程2中的数值。此外，环境温度T设定为50℃，驱动电流I设定为3mA。

电路结构

下面将说明校正电路42的内部结构。图10表示校正电路42的内部结构的示例。例如，如图10所示，校正电路42具有温度上升导出部42A、校正部42B和环境温度导出部42C。

温度上升导出部42A导出由半导体激光器阵列1中的所有通道中的一个通道(下文简称为“目标通道”)附近的至少一个半导体激光器件10(下文简称为“周围通道”)的发热引起的该目标器件的温度上升量。

例如，如图10所示，温度上升导出部42A通过计算所有通道ch2、ch3和ch4发热的总贡献量来导出通道ch1的温度上升量∑_xΔT_x→1(t)。

例如，温度上升导出部42A具有RC时间常数为(R_2→1×C_2→1)的电路α，电路α包括与通道ch2和通道ch1之间的通路(热通路)相对应的热阻R_2→1和热容量C_2→1。温度上升导出部42A具有电压源V2，该电压源V2连接到电路α的输入端。电压源V2相当于与通道ch2和通道ch1之间的通路相对应的热阻R_2→1和热流W_2→1的乘积(W_2→1×R_2→1)。因而，通道ch1的由驱动通道ch2引起的温度上升量ΔT_2→1(t)表示为电压V2′(t)，电压V2′(t)随着RC时间常数(R_2→1×C_2→1)变化。

同样，例如，温度上升导出部42A具有RC时间常数为(R_3→1×C_3→1)的电路β，电路β包括与通道ch3和通道ch1之间的通路(热通路)相对应的热阻R_3→1和热容量C_3→1。温度上升导出部42A具有电压源V3，该电压源V3连接到电路β的输入端。电压源V3相当于与通道ch3和通道ch1之间的通路相对应的热阻R_3→1和热流W_3→1的乘积(W_3→1×R_3→1)。因而，通道ch1的由驱动通道ch3引起的温度上升量ΔT_3→1(t)表示为电压V3′(t)，电压V3′(t)随着RC时间常数(R_3→1×C_3→1)变化。

此外，例如，温度上升导出部42A具有RC时间常数为(R_4→1×C_4→1)的电路γ，电路γ包括与通道ch4和通道ch1之间的通路(热通路)相对应的热阻R_4→1和热容量C_4→1。温度上升导出部42A具有电压源V4，该电压源V4连接到电路γ的输入端。电压源V4相当于与通道ch4和通道ch1之间的通路相对应的热阻R_4→1和热流W_4→1的乘积(W_4→1×R_4→1)。因而，通道ch1的由驱动通道ch4引起的温度上升量ΔT_4→1(t)表示为电压V4′(t)，电压V4′(t)随着RC时间常数(R_4→1×C_4→1)变化。

例如，温度上升导出部42A通过加法电路和反相放大电路来合成电压V2′(t)、V3′(t)和V4′(t)，从而导出各个通道ch2、ch3和ch4的温度上升量ΔT_2→1(t)、温度上升量ΔT_3→1(t)和温度上升量ΔT_4→1(t)的总和。通过这种方式，温度上升导出部42A通过利用所有通道ch2、ch3和ch4的发热的总贡献来导出通道ch1的温度上升量∑_xΔT_x→1(t)。

类似地，温度上升导出部42A通过利用所有通道ch1、ch3和ch4的发热的总贡献来导出通道ch2的温度上升量∑_xΔT_x→2(t)。此外，温度上升导出部42A还通过利用所有通道ch1、ch2和ch4的发热的总贡献来得出通道ch3的温度上升量∑_xΔT_x→3(t)。此外，温度上升导出部42A还通过利用所有通道ch1、ch2和ch3的发热总量来导出通道ch4的温度上升量∑_xΔT_x→4(t)。

例如，环境温度检测部42C包括电流源42C1、开关42C2和缓冲电路42C3，电流源42C1使恒定电流流过温度检测器件20，开关42C2对从温度检测器件20获得的电压进行采样，缓冲电路42C3将采样电压输出到校正部42B。开关42C2受到由例如SHP(采样保持脉冲，sample holdpulse)实现的on-off控制。环境温度导出部42C通过将开关42C2从on切换到off来保持与环境温度T相等的电压。

例如，校正部42B包括乘法器和除法器，并且通过使用乘法器和除法器来计算上述方程9以产生校正电流。校正部42B基于由温度上升导出部42A导出的温度上升量、环境温度和输出到目标通道的电流量来产生校正电流。

例如，校正部42B基于由温度上升导出部42A导出的温度上升量∑_xΔT_x→1(t)、环境温度T和输出到通道ch1的电流I_op none1(t)来产生校正电流ΔI_ch1(t)。同样，例如，校正部42B基于由温度上升导出部42A导出的温度上升量∑_x ΔT_x→₂、环境温度T和输出到通道ch2的电流I_op none2(t)来产生校正电流ΔI_ch2(t)。此外，例如，校正部42B基于由温度上升导出部42A导出的温度上升量∑_x ΔT_x→3(t)、环境温度T和输出到通道ch3的电流I_op none3(t)来产生校正电流ΔI_ch3(t)。此外，例如，校正部42B基于由温度上升导出部42A导出的温度上升量∑_x ΔT_x→4(t)、环境温度T和输出到通道ch4的电流I_op none4(t)来产生校正电流ΔI_ch4(t)。

此外，环境温度优选为由环境温度导出部42C输入的数值，但在某些情况下，环境温度可以为常数。此外，输出到目标通道的电流量优选为由系统控制部30输入的数值，但在某些情况下，电流量可以为常数。

操作

下面将说明本实施例的发光装置1的操作。在本实施例中，电流源41输出矩形电流脉冲(I_op none1(t)～I_op none4(t))。这时，电流源42输出校正电流(ΔI_ch1(t)～ΔI_ch4(t))，以用于校正从电流源41输出的矩形电流脉冲。之后，激光器驱动部40向半导体激光器阵列1施加电流脉冲(I_op1(t)～I_op4(t))，电流脉冲(I_op1(t)～I_op4(t))是通过使电流脉冲(I_op none1(t)～I_op none4(t))和校正电流(ΔI_ch1(t)～ΔI_ch4(t))彼此叠加获得的。于是，半导体激光器阵列1向外部发出具有期望大小的光输出。

效果

在本实施例中，基于目标通道的由目标通道周边的周边通道的发热引起的温度上升量∑_xΔT_x→1(t)来校正由电流源41输出到目标通道的电流脉冲的波形。由此，半导体激光器阵列1的光输出能够变得更加接近未受到热串扰时的光输出。从而能够缓解热串扰对半导体激光器阵列1的影响。

此外，在本实施例中，校正部42B还基于环境温度T(其成为光输出的变化因数)和输出到目标通道的电流量来校正温度上升量∑xΔT_x→1(t)。因此，能够进一步缓解热串扰对半导体激光器阵列1的影响。

2.变型例

第一变型例

在本变型例中，例如，活性层包括红色系材料(例如，GaInP或者AlGaInP)。此时，各激光器件10的活性层的发光波长与各激光器件10的振荡波长之间的差为波长失谐(wavelength detuning)Δλ，其等于或者大于15nm。此外，活性层可由其它材料构成，并例如可由诸如GaAs或者AlGaAs等红外系材料形成。此时，波长失谐Δλ等于或者大于13nm。

图11表示本变型例的激光器驱动部40的结构示例。本变型例的激光器驱动部40包括电流源41、校正电路42、合成部43、校正电路44和合成部45。

校正电路44具有RC时间常数电路44A，其用于通过使用RC时间常数电路44A来校正从合成部43输出的电流脉冲(I_op1(t)～I_op4(t))的波形，以使得半导体激光器阵列1的光输出的电流脉冲近似矩形。

RC时间常数电路44A包括多个第一时间常数电路(图中未示出)，所述第一时间常数电路使从合成部43输出的电流脉冲(I_op1(t)～I_op4(t))的波形高度值随时间衰减。各个第一时间常数电流的RC时间常数彼此不同。具体地，所述多个第一时间常数电路中的一个以上的第二时间常数电路(图中未示出)的RC时间常数是在20ns以上且50ns以下范围内的值。同时，所述多个第一时间常数电路中的除所述第二时间常数电路之外的一个以上的第三时间常数电路(图中未示出)的RC时间常数是大于50ns(通常，为300ns以上且1500ns以下)的值。校正电路44通过使用多个第一时间常数电路来校正从合成部43输出的电流脉冲的波形高度值，使得该波形高度值基于RC时间常数电路的RC时间常数而随时间衰减。例如，如图12B所示，校正电路44通过使用上述第一时间常数电路来输出电流脉冲(电流I_A(t))，该电流脉冲具有随时间衰减的波形高度值。

例如，RC时间常数电路44A包括两个第一时间常数电路，一个第一时间常数电路(第二时间常数电路)的RC时间常数T_A1是在20ns以上且50ns以下的范围内的数值，而另一个第一时间常数电路(第三时间常数电路)的RC时间常数T_A2是大于50ns(通常，在300ns以上且1500ns以下)的数值。此时，校正电路44用于输出如下方程10所示的辅助电流I_A(t)。

[方程10]

$I_A\left(t\right)=\left(\frac{V_A}{\mathrm{\κ}}\right)\·g\left(t\right)$

这里，符号κ表示常数，该常数用于将辅助电流因数V_A转换成电流值。辅助电流因数V_A由如下方程11表示。此外，方程11中的参数g(t)由如下方程12表示。符号g(t)定义了从自合成部43输出的电流脉冲(电流I_op-none(t))的波形高度值随时间衰减的衰减度。

[方程11]

V_A＝V_offset+V_iop-V_ib-V_o

[方程12]

$g\left(t\right)=v\·\exp [-\frac{t}{T_{A1}}]+(1-v)\·\exp [-\frac{t}{T_{A2}}]$

符号v是RC时间常数T_A1的有关项的权重，并且为大于0.5的值，这是因为RC时间常数T_A1在辅助电流I_A(t)中处于支配地位。

方程10中的辅助电流因数V_A包括因数V_o、因数V_ib和因数V_iOP，因数V_o决定器件温度T_o(环境温度)，因数V_ib决定偏置电流，因数V_iOP决定操作电流。即，校正电路44基于用于决定器件温度T_o(环境温度)的因数V_o、用于决定偏置电流的因数V_ib和用于决定操作电流的因数V_iOP来改变从合成部43输出的电流脉冲的波形高度值的峰值。

此外，方程10中的辅助电流因数V_A还包括偏置电压V_offset。如图13的线A和B所示，例如，当I-L特性由于波长失谐Δλ(其为活性层的发光波长和激光器件10的振荡波长之间的差)的变化而发生变化，从而所需的辅助电流I_A(t)的大小发生变化时，偏置电压V_offset补偿了上述变化。因而，通过调整偏置电压V_offset的值，校正电路44能够基于波长失谐Δλ的大小来改变从合成部43输出的电流脉冲的波形高度值的峰值。

此外，方程10还包括符号κ。因而，通过调整常数κ(该常数用于将辅助电流因数V_A转换成电流值)的值，校正电路44能够改变从合成部43输出的电流脉冲的波形高度值的峰值。

RC时间常数电路44A还包括多个第四时间常数电路(图中未示出)，第四时间常数电路用于在合成部43连续输出电流脉冲时调整从合成部43输出的电流脉冲的波形高度值的峰值。所述多个第四时间常数电路用于考虑当合成部43输出电流脉冲以使激光器件10发光时在激光器件10(活性层内)残存的热因数。于是，校正电路44能够校正从合成部43输出的电流脉冲的波形高度值，从而使波形高度值产生与活性层的温度变动相对应的变化。

各个第四时间常数电流的RC时间常数互不相同。具体地，多个第四时间常数电路中的一个以上的第五时间常数电路(图中未示出)的RC时间常数T_th1是在20ns以上且50ns以下的范围内的值。同时，多个第四时间常数电路中的除第五时间常数电路之外的一个以上的第六时间常数电路(图中未示出)的RC时间常数是大于50ns(通常，300ns以上至1500ns以下)的值。

例如，RC时间常数电路44A包括两个第四时间常数电路，一个第四时间常数电路(第五时间常数电路)的RC时间常数T_th1是处于20ns以上且50ns以下范围的值，而另一第四时间常数电路(第六时间常数电路)的RC时间常数T_th2是大于50ns(通常，在300ns以上并且1500ns以下)的值。此时，校正电路44用于输出如下方程13所示的辅助电流I_A(t)。

[方程13]

I_A(t)＝I_max(t)·g(t)

用如下方程14来表示方程13中的符号I_max(t)。符号I_max(t)定义了辅助电流I_A(t)的最大值。用如下方程15来表示方程14中的符号f(t)。符号f(t)表示与激光器件10(活性层内)中残存的热因数的变化相对应的变动。因而，校正电路44能够执行精确的校正，就如同实时监测活性层的温度变化一样。

[方程14]

$I_{\max }\left(t\right)=\left(\frac{V_A}{\mathrm{\κ}}\right)\·(1-f\left(t\right))$

[方程15]

On时间

u·[1-exp(-t/T_th1)]+(1-u)·[1-exp(-t/T_th2)]＝f(t)

Off时间

u·exp(-t/T_th1)]+(1-u)·exp(-t/T_th2)＝f(t)

符号u是RC时间常数T_th1的有关项的权重，并且是大于0.5的值，这是因为RC时间常数T_th1在辅助电流I_A(t)中处于支配地位。方程15的左侧中含有的参数t表示在以on-off方式驱动激光器件10时的on时段的起始时间点或者off时段的起始时间点。

合成部45用于将从合成部43输出的电流与从校正电路44输出的校正电流进行合成，并且将合成的电流输出到外部(具体是指激光器件10)。例如，如图11所示，合成部45具有用于连接合成部43的输出端与校正电路44的输出端的连接部，并且能够将从合成部43输出的电流与从校正电路44输出的校正电流进行相加(叠加)。例如，合成部45能够输出四种电流(I_out1(t)～I_out4(t))，上述四种电流(I_out1(t)～I_out4(t))是通过对从合成部43输出的电流(I_op1(t)～I_op4(t))与从校正电路44输出的校正电流(I_Al(t)～I_A4(t))进行相加得到的。

于是，例如，如图14A所示，当仅把合成部43的输出施加到激光器件10时，在激光器件10的光输出的脉冲波形与从合成部43输出的电流脉冲的波形相比变钝的情况下，通过将由合成部43的输出和校正电路44的输出相互叠加得到的电流脉冲施加到激光器件10，例如，如图10B所示，能够使激光器件10的光输出的脉冲波形更接近矩形。

操作

在具有这种结构的发光装置1中，例如，合成部43输出矩形电流脉冲(电流I_op(t))(图15A)。此时，在校正电路44中，通过使用RC时间常数电路44A导出符号g(t)、f(t)和I_max(t)，符号g(t)用于调节从合成部43输出的电流脉冲(电流I_op(t))的波形高度值随时间衰减的衰减度，符号f(t)(图15B)表示与激光器件10中残存的热因数的变化相对应的变化，符号I_max(t)用于调节辅助电流I_A(t)的最大值。接下来，在校正电路44中，当以on-off方式驱动激光器件10时，对on时段的起始时刻(t_2n)时的I_max(t_2n)进行保持，在并将该保持值设定为基于g(t)衰减的I_A(t)的起始点之后(图15D)，校正电路44输出辅助电流I_A(t)。之后，向激光器件10施加电流脉冲(I_out(t)＝I_op(t)+I_A(t))，上述电流脉冲I_out(t)是通过合成部45将合成部43的输出和校正电路44的输出相互叠加而得到的(图15E)。于是，例如，激光器件10向外发出如图14B所示的矩形光输出。

原理

下面将说明激光器件10的光输出的脉冲波形为何接近矩形的原因。图16表示激光器件10的热回路。如果基板51的温度是T_o，热容量为C_th，热阻为R_th，活性层53在某一时刻t的温度(活性层温度)为T_act(t)，由偏置电流(＜阈值电流)引起的器件温度的上升量为T_el(t)，注入能量为P_el，且光输出为P_out，则活性层温度T_act(t)有关的热方程表示为下述方程16和方程17。此外，符号R_thC_th是热时间常数。

[方程16]

$T_{\mathrm{act}}\left(t\right)-T_o-(P_{\mathrm{el}}-P_{\mathrm{opt}})R_{\mathrm{th}}=-R_{\mathrm{th}}{C}_{\mathrm{th}}\frac{d}{\mathrm{dt}}\left(T_{\mathrm{act}}\left(t\right)\right)$

[方程17]

$T_{\mathrm{act}}\left(t\right)-T_o-T_b=-R_{\mathrm{th}}{C}_{\mathrm{th}}\frac{d}{\mathrm{dt}}\left(T_{\mathrm{act}}\left(t\right)\right)$

通过求解方程16和方程17，能够将方程16和方程17转换为下列方程18和方程19。

[方程18]

$T_{\mathrm{act}}\left(t\right)=T_o+(P_{\mathrm{el}}-P_{\mathrm{opt}})R_{\mathrm{th}}\{1-\exp [\frac{t-t_{2n}+\mathrm{\τ}}{R_{\mathrm{th}}{C}_{\mathrm{th}}}\left]\right\}$

[方程19]

$T_{\mathrm{act}}\left(t\right)=T_o+T_b+(T_{2n+1}-T_o-T_o)\exp [-\frac{t-t_{2n+1}}{R_{\mathrm{th}}{C}_{\mathrm{th}}}]$

如图17所示，方程18中的符号t_2n(n为等于或者大于0的整数)表示在以on-off方式驱动激光器件10时on时段的起始时刻。同时，如图17所示，方程19中的符号t_2n+1表示在以on-off方式驱动激光器件10时off时段的起始时刻。方程18中的符号τ是用于使方程18的T_act(t)和方程19的T_act(t)保持连续的系数。此外，当热时间常数R_thC_th的值设置为1μs时，通过将方程18和方程19表示在一个曲线图上得到了图18A所示的结果。

然而，通常，在表面发光型半导体激光器中，由于腔长度非常小，且为1λ～2λ(λ为振荡波长)，所以通过腔长度来固定振荡波长。因此，表面发光型半导体激光器能够在与活性层的发光波长(具有最大增益的波长)不同的波长处振荡。因而，能够根据波长失谐Δλ的设计任意选择具有最小阈值电流的器件温度。然而，实际上，具有最小阈值电流的器件温度为0℃～60℃范围内的值。

在为了在高温侧处获得充分的光输出的情况下，需要将波长失谐Δλ设计得大些。例如，在660nm～680nm的具有包括红色系材料(GaInP或者AlGaInP)的活性层的表面发光型半导体激光器中，如果波长失谐Δλ约为19nm，则器件温度T_o约为50℃，阈值电流为最小值。然而，当阈值电流具有温度依赖性时，恒定电流下的光输出也具有温度依赖性。例如，如图18B所示，在其波长失谐Δλ设计为19nm的表面发光型半导体激光器的情况下，当器件温度T_o约为50℃时，得到最大的光输出，当器件温度T_o在50℃左右时，光输出降低。于是，可以绘制出光输出随时间的变化。如图18A至图18C所示，当从A移动到B时，活性层温度T_act(t)上升，光输出P_out也上升，当在电流切断的同时从B移动到C时，活性层T_act(t)温度降低，此时的光输出P_out变为0。

通过这种方式，能够根据热方程和光输出的P_out的活性层温度依赖性导出光输出P_out随时间的变化。因而，例如，如图19所示，对结果(计算值)与通过实际测量得到的光波形(实际测量值)进行比较。然后，当热时间常数R_thC_th设置为800ns时，发现：两者在脉冲上升后的数百ns之后彼此一致。然而，在脉冲上升时，发现：它们两者彼此不一致。在脉冲上升时，发现：热时间常数R_thC_th变为比800ns小了一个数量级以上的值(一般为20ns以上并且50ns以下)。

据此认为：由于表面发光型半导体激光器在脉冲上升之后和脉冲上升时的发热状态的差异造成了光波形中存在两个时间常数。在脉冲上升之后，认为：表面发光型半导体激光器整体发热，因此，时间常数变大。同时，在脉冲上升时，活性层局部发热，因此时间常数变小。由于热方程是以整体发热为前提的，所以并没有正确地表示脉冲上升时的光波形。

效果

因而，在本变型例中，如上所示，校正电路44中的时间常数电路44A设有多个具有不同时间常数的时间常数电路(第二时间常数电路和第三时间常数电路)。于是，能够通过使用具有RC时间常数电路44A的校正电路44来校正从合成部43输出的电流脉冲的波形，从而使激光器件10的光输出的脉冲波形接近矩形。通过这种方式，在本变型例中，通过使用RC时间常数电路44A，在从合成部43输出的电流脉冲的波形上升后的一部分缓坡(gradual slope)以及该电流脉冲的波形上升时的急剧弯曲部分能够接近矩形。因此，能够减小由波长失谐Δλ引起的光输出的波形钝度(waveform dullness)。

此外，本变型例中，在校正电路44中，根据用于决定器件温度T_o(环境温度)的因数V_o来改变从合成部43输出的电流脉冲的波形高度值的峰值。于是，改变环境温度(例如，打印机机箱内的温度)，因而，即使当波长失谐Δλ存在变化时，仍然能够减小光输出的波形钝度。

此外，本变型例中，在校正电路44中，从合成部43输出的电流脉冲的波形高度值发生与活性层的温度变动相对应的变动。结果，即使在合成部43连续输出电流脉冲并且在激光器件10(活性层内)中残存热因数情况下，仍然能够将电流脉冲的波形高度值的校正量设置为合适的值。因而，即使当合成部43连续输出电流脉冲时，也能够降低光输出的波形钝度。

此外，在本变型例中，在校正电路44中，通过调整偏置电压V_offset的值或者通过调整常数κ(该常数用于将辅助电流因数V_A转换为电流值)的值，能够根据波长失谐Δλ的大小来改变从合成部43输出的电流脉冲的波形高度值的峰值。优选地，根据光输出相对温度变化的变动趋势来确定哪个值受到调整。例如，由于制造的不一致性，激光器件10的电流狭窄径(current stenosis diameter)大于期望值。在这种情况下，优选通过增大光输出随温度变化的变化量(即，增大光输出的温度依赖性)来调整常数κ的值。此外，由于制造的不一致性，激光器件10的波长失谐Δλ变大。在这种情况下，优选地，通过将具有最大光输出的温度转移到高温度侧(即，将光输出的温度依赖性转移到高温度侧)来调整偏置电压V_offset的值。在本实施例中，通过这种方式，由于能够根据光输出随温度变化的变动趋势来选择优选的校正方法，所以能够可靠地降低光输出的波形钝度。

第二变型例

图20表示本变型例的发光装置2中所使用的激光器驱动部40的示意性结构的示例。本变型例的激光器驱动部40包括电流源41、校正电路42、合成部43、校正电路44和合成部45。校正电路44具有RC时间常数电路44B，以取代第一变型例中的RC时间常数电路44A。在本变型例中，校正电路44用于校正下垂(droop)。

这里将说明下垂。例如，在具有680nm的振荡波长的表面发光型半导体激光器中，当从50℃和1mW的驱动状态开始使环境温度增大10℃时，光输出降低了约20％。即使在以脉冲方式操作的表面发光型半导体激光器的情况下，器件的温度随着注入到器件的电流脉冲同步地逐渐上升，且光输出由于温度上升而逐渐下降。这就是所谓的“下垂”现象，这在半导体激光器领域是公知的。注入的电功率越高，该现象就越明显。例如，如图21所示，应当注意，当注入电功率从0.6mW移动至1mW时，光输出的下降量增大。在定量评价所述下垂的情况下，例如，使用如下方程。

ΔP＝(P1-P2)/P×100(％)

方程中的符号ΔP为下垂(光输出下降)的量。符号P1表示从上升开始经过1μs时的光输出，参数P2表示当光输出进入稳定状态的光输出。

校正电路44通过使用RC时间常数电路44B来校正从合成部43输出的电流脉冲波形，使得半导体激光器的光输出的脉冲波接近矩形。例如，如图22C所示，校正电路44校正脉冲(I_op1(1)～I_op4(t))，使得脉冲(I_op1(1)～I_op4(t))的波形高度值基于RC时间常数电路44B的RC时间常数变化。此外，I_op(t)是I_op1(1)～I_op4(t)的总称。

例如，如图22B所示，校正电路44输出电流脉冲(ΔI_B(t))，该电流脉冲具有与电流脉冲(I_op(t))的波形高度值符号相反(负)的波形高度值。例如，如图22B所示，电流脉冲(ΔI_B(t))是脉冲波形，该脉冲波形基于RC时间常数电路44B的RC时间常数而随时间变化。即，电流脉冲的波形高度值的绝对值(ΔI_B(t))最初较大，并逐渐减小，最后成为0或者近似0的值。

RC时间常数电路44B包括第七时间常数电路(图中未显示)，第七时间常数电路使电流脉冲(I_op(t))的波形高度值随时间变化。第七时间常数电路的RC时间常数是在1μs以上且3μs以下的范围内的值。校正电路44通过使用第七时间常数电路来校正电流脉冲(ΔI_B(t))的波形高度值，使得电流脉冲(I_op(t))的波形高度值基于第七时间常数电路的RC时间常数而随时间改变。例如，如图22B所示，校正电路44通过使用上述第七时间常数电路来输出波形高度值随时间变化(饱和)的电流脉冲(ΔI_B(t))。具体地，校正电路44用于输出如下方程20所示的电流脉冲(ΔI_B(t))。

[方程20]

I_B(t)＝ΔI_{max_B}(t)·exp(-t/T_th1)

这里，符号ΔI_max B表示脉冲输入时刻(t＝0)时的校正电流。符号T_th1是用于表示校正电流到达0为止的时间变化的时间常数，并且对应于第七时间常数电路的RC时间常数。

如下所述，驱动电流越大，校正电流的与初始值等同的ΔI_max B(t)的绝对值就越大。因此，ΔI_max B(t)具有与(校正前的)驱动电流I_op(t)成比例的项。此外，如下所述，半导体激光器的环境温度越高，ΔI_max B(t)的绝对值就越大。因此，ΔI_max B(t)具有与半导体激光器的环境温度Ta成比例的项。因此，用如下方程21表示ΔI_max B(t)。

[方程21]

ΔI_{max_B}(t)＝-A·{I_op-B·(T_x-T_a)}

这里，符号A和B是分别表示操作电流I_op(t)依赖性和环境温度T_a依赖性的正常数，且对于每个器件来说，它们的最佳值不同。例如，在具有良好线性的I-L特性的器件的情况下，较小值的A就足够。此外，例如，在I-L特性中阈值的温度依赖性大的情况下，B最好取较大值。T_x也是常数，并且其最佳值随着波长失谐Δλ不同而不同。当波长失谐Δλ大时，与小的低波长失谐Δλ的情形相比，由于器件的温度高，从而下垂量小，所以优选地T_x取较大值。至于波长失谐Δλ和光输出的由于温度变化而引起的特性，器件之间存在小偏差。因此，对于每个器件，T_x和B是几乎不需要调整的常数，并且优选地，对于每个器件来说，它们是固定值。同时，对于每个产品和器件而言，各个I-L特性的线性彼此略有不同。因此，优选地，应当针对每个器件调整A的值。

RC时间常数电路44B还包括第八时间常数电路(图中未示出)，第八时间常数电路用于在电流源41连续输出电流脉冲时调整从电流源41输出的电流脉冲的波形高度值的峰值。第八时间常数电路用于在电流源41输出电流脉冲以使半导体激光器发光时考虑具有布置在一对多层膜反射镜之间的活性层的垂直谐振腔结构的半导体激光器中(活性层内)残存的热因数。第八时间常数电路的RC时间常数约为半导体激光器的热时间常数的值，且具体地是在1μs以上且3μs以下的范围内的值。于是，校正电路44通过使用第八时间常数电路能够校正从电流源41输出的电流脉冲的波形高度值，以使波形高度值发生与半导体激光器(活性层)的温度变动相对应的变动。

这里，当半导体激光器(活性层)的温度变动为F(t)，并且半导体激光器的热时间常数(第八时间常数电路的常数)为T_th2时，用下述方程22表示F(t)。方程中的符号t表示从各个on和各个off开始所经过的时间。

[方程22]

$F\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}1-\exp (-t/T_{\mathrm{th}2})& \·\·\·\mathrm{on\; time}\\ \exp (-t/T_{\mathrm{th}2})& \·\·\·\mathrm{off\; time}\end{array}\right.$

图23A至图23C表示光输出、器件温度和校正电流之间的关系的示例。如图23A至图23C所示，当输入第一脉冲时，半导体激光器的器件温度因自身发热而升高。接下来，输入第二个脉冲。这里，由于off时段T_off(从第一脉冲开始直到输入第二脉冲)长，所以由自身发热产生的热量被释放到外部。因此，半导体激光器的器件温度变得接近环境温度T_a。因此，根据off时段T_off的长度来增加施加的校正电流(朝负方向)。因而，任意脉冲模式下的校正电流ΔI_max B(t)用如下方程23表示。

[方程23]

ΔI_{max_B}(t)＝-A·{I_op-B·(T_x-T_a)}·{1-F(t)}

然而，当环境温度T_a为低并且驱动电流I_op为低时，方程的右侧有可能取正值。这意味着，在这种情况下，校正电流ΔI_max B(t)有在正方向取值的可能性。然而，在这种情况下，由于产生的自身发热较小，所以几乎不发生下垂。因此，当校正电流ΔI_max B(t)不需要在正方向取值，且方程右侧为正的时，如方程24所示，校正电流ΔI_max B(t)设置成0。

[方程24]

ΔI_{max_B}(t)＝0…-A·{I_op-B·(T_x-T_a)}·{1-F(t)}＞0

例如，如图20所示，在激光器驱动部40中，合成部43的输出端和校正电路44的输出端在合成部45中相互连接。因而，激光器驱动部40用于输出电流脉冲(I_out(t)＝I_op(t)+I_B(t))，电流脉冲I_out(t)是通过将合成部43的输出与校正电路44的输出进行叠加得到的。于是，例如，如图14A所示，当仅把合成部43的输出施加到激光器件10时，在半导体激光器的光输出的脉冲波形变钝的情况下，通过将合成部43的输出和校正电路44的输出相互叠加而得到的电流脉冲施加到激光器，能够使半导体激光器的光输出的脉冲波形近似矩形。

操作

在具有这种结构的发光装置2中，合成部43输出电流脉冲(电流I_op(t))(图24A)。此时，在校正电路44中，通过使用RC时间常数电路44B导出F(t)和ΔI_max B(t)，F(t)(图24B)表示与半导体层(活性层内)的变化相对应的变化，ΔI_max B(t)(图24C)表示校正电流的初始值。接下来，在校正电路44中，当以on-off方式驱动激光器件10时，保持ΔI_max B(t)在on时段的起始时刻(t_2n)的值，并且在将上述保持值设定为基于exp(-t/T_th1)衰减的电流脉冲(ΔI_B(t))的起始点之后(图24D)，从校正电路44输出电流脉冲(ΔI_B(t))。之后，通过激光器驱动部40将由合成部43的输出和校正电路44的输出叠加而得到的电流脉冲(I_out(t)＝I_op(t)+ΔI_B(t))施加到半导体激光器阵列1(图24E)。于是，半导体激光器阵列1向外发出矩形的光输出。

效果

下面将说明变型例的发光装置2的效果。

通常，在表面发光型半导体激光器中，由于谐振结构微小，由电流注入引起的温度上升较大，从而由于温度上升而引起光输出下降。例如，在具有680nm振荡波长的表面发光型半导体激光器中，当从50℃、1mW的驱动状态开始使环境温度增大10℃时，光输出降低了约20％。即使在以脉冲方式操作的表面发光型半导体激光器的情况下，随着电流脉冲注入到器件，器件的温度同步地逐渐上升，且光输出也随着温度上升而逐渐下降。

对于用于对所谓的“下垂”进行校正的方法，日本专利文件JP-A-2002-254697披露了一种方法。然而，在JP-A-2002-254697所披露的方法中，在衰减曲线随着注入发光模式、电流值和温度等驱动条件不同而变化的情况下，存在不容易准确地校正下垂的问题。

同时，在本变型例中，校正电路44包括第七时间常数电路(该电路具有时间常数T_th1)和第八时间常数电路(该电路具有时间常数T_th2)，第七时间常数电路用于给出校正电流的时间变化，第八时间常数电路用于给出校正电流在各个脉冲起始时刻的最大电流ΔI_max B(t)(等同于校正电流的初始值)。这里，校正电流ΔI_max B(t)根据半导体激光器的环境温度T_a、驱动电流I_op(t)和半导体激光器(活性层)的温度变动F(t)发生变化。此外，半导体激光器(活性层)的温度变动F(t)根据时间常数T_th2发生变化。于是，即使在衰减曲线随着诸如发光模式、电流值和温度等驱动条件不同而变化的情况下，仍然能够精确地校正下垂。

第三变型例

图25表示本变型例的发光装置2中所使用的激光器驱动部40的示意性结构的示例。本变型例的激光器驱动部40包括电流源41、校正电路42、合成部43、校正电路44和合成部45。校正电路44具有RC时间常数电路44A和44B。在本变型例中，校正电路44通过使用RC时间常数电路44A来减小由波形失谐Δλ引起的光输出的波形钝化，并且通过使用RC时间常数电路44B来校正下垂。

例如，如图25所示，在激光器驱动部40中，合成部43的输出端和校正电路44的输出端在合成部45中相互连接。因而，激光器驱动部40用于输出电流脉冲(I_out(t)＝I_op(t)+I_A(t)+I_B(t))，电流脉冲I_out(t)是通过将合成部43的输出与校正电路44的输出叠加而得到的。从而，能够使半导体激光器的脉冲波形接近矩形。

操作

在具有这种结构的发光装置2中，合成部43输出矩形电流脉冲(电流I_op(t))(图26A)。此时，在校正电路44中，通过使用RC时间常数电路44A产生辅助电流I_A(t)和校正电流ΔI_B(t)，从而输出I_A(t)+ΔI_B(t)。之后，利用合成部45向激光器件10施加通过叠加合成部43的输出与校正电路44的输出得到的电流脉冲(I_out(t)＝I_op(t)+I_A(t)+I_B(t))。于是，例如，激光器件10向外发出如图14B所示的矩形的光输出。

效果

下面将说明本变型例的发光装置2的效果。在本变型例中，如上所述，在校正电路44中设置了RC时间常数电路44A和44B。于是，通过使用RC时间常数电路44A和44B，能够校正从合成部43输出的电流脉冲的波形，从而使激光器件10的光输出的脉冲波形接近矩形。因此，能够减小由波长失谐Δλ引起的光输出波形的钝度(dullness)并且精确地校正下垂。

3.应用例

例如，上述实施例或者变型例中的发光装置能够应用于诸如激光打印机等印刷装置和诸如多通道集成光学装置等光通信装置。

例如，能够将发光装置2用作印刷装置的光源。例如，如图27所示，印刷装置3包括发光装置2和多边形反光镜31和fθ透镜32、感光鼓33和墨粉供应器(图中未示出)，多边形反光镜31反射来自发光装置2的光并且扫描被反射的光，fθ透镜32将来自多边形镜子31的光引导至感光鼓33，感光鼓33接收来自fθ透镜32的光以形成静电潜影(electrostaticlatent image)，墨粉供应器根据静电潜影将墨粉附着到感光鼓33上。

此外，例如，还能够将发光装置2用作光通信装置的光源。例如，如图28所示，光通信装置4包括支撑基板34、光波导部35和光纤36，支撑基板34用于支撑发光装置2，光波导部35中的光输入端与发光装置2的光输出端对应地设置，光纤36的光输入与光波导部35的光输出端对应地设置。

本领域技术人员应当理解，只要设计要求以及其它因数在本发明所附权利要求或者其等同内容的范围内，就可以根据这些设计要求以及其它因数进行各种修改、组合、次组合以及替换。

Claims (17)

1.一种校正电路，其包括：

温度上升导出部，其用于导出多通道表面发光型激光器阵列中第一通道的由一个以上的第二通道的发热引起的温度上升量，所述第二通道是所述激光器阵列包括的所有通道中的至少邻近所述第一通道的通道；以及

第一校正部，其基于由所述温度上升导出部导出的所述温度上升量对从电流源输出到所述第一通道的电流脉冲的波形进行校正，所述电流源能够针对所述激光器阵列的各个通道独立地驱动所述激光器阵列。

2.如权利要求1所述的校正电路，其中，

针对各个所述第二通道，所述温度上升导出部具有第一RC时间常数电路，所述第一RC时间常数电路的热阻R和热容量C的大小取决于所述第一通道和所述第二通道之间的距离，并且

所述温度上升导出部基于所述热阻R、所述热容量C以及与所述第二通道中流动的电流的大小相对应的热流W来导出所述温度上升量。

3.如权利要求2所述的校正电路，其中，所述第一校正部基于环境温度和输出到所述第一通道的电流量来校正所述温度上升量。

4.如权利要求3所述的校正电路，其中，

所述激光器阵列具有检测所述环境温度的温度检测器件，并且

所述第一校正部基于由所述温度检测器件获得的所述环境温度和输出到所述第一通道的所述电流量来校正所述温度上升量。

5.如权利要求1所述的校正电路，其还包括：

第二校正部，其对所述电流脉冲的被所述第一校正部校正后的波形进行校正，使得所述第一通道的光输出的脉冲波形接近矩形。

6.如权利要求5所述的校正电路，其中，所述第二校正部包括多个用于使所述电流脉冲的波形高度值随时间衰减的第一时间常数电路，各个所述第一时间常数电路的RC时间常数彼此不同，所述多个第一时间常数电路中的一个以上的第二时间常数电路的RC时间常数具有在20ns以上且50ns以下的范围内的值，且所述多个第一时间常数电路中的除所述第二时间常数电路之外的一个以上的第三时间常数电路的RC时间常数具有大于50ns的值。

7.如权利要求6所述的校正电路，其中，所述第三时间常数电路的RC时间常数具有在300ns以上且1500ns以下的范围内的值。

8.如权利要求6所述的校正电路，其中，

各个所述通道具有垂直谐振腔结构，所述垂直谐振腔结构具有布置在一对多层膜反射镜之间的活性层，并且

所述第二校正部校正所述电流脉冲的波形，使得所述电流脉冲的波形高度值发生与所述活性层的温度变化相对应的变化。

9.如权利要求8所述的校正电路，其中，所述第二校正部包括多个用于调整所述电流脉冲的波形高度值的峰值的第四时间常数电路，各个所述第四时间常数电路的RC时间常数彼此不同，所述多个第四时间常数电路中的一个以上的第五时间常数电路的RC时间常数具有在20ns以上且50ns以下的范围内的数值，所述多个第四时间常数电路中的除所述第五时间常数电路之外的一个以上的第六时间常数电路的RC时间常数具有大于50ns的值。

10.如权利要求9所述的校正电路，其中，所述第六时间常数电路的RC时间常数具有在300ns以上且1500ns以下的范围内的值。

11.如权利要求5所述的校正电路，其中，所述第二校正部包括第七时间常数电路和第八时间常数电路，所述第七时间常数电路用于给出用于校正所述电流脉冲的校正电流的时间变化，所述第八时间常数电路用于给出所述校正电流在各脉冲起始时刻的最大电流量，所述校正电流的所述最大电流量与所述校正电流的初始值等同，

所述第二校正部对所述电流脉冲的被所述第一校正部校正后的波形进行校正，使得所述电流脉冲的波形高度值根据所述第七时间常数电路的RC时间常数和所述第八时间常数电路的RC时间常数而随时间饱和。

12.如权利要求11所述的校正电路，其中，所述第七时间常数电路的RC时间常数和所述第八时间常数电路的RC时间常数具有在1μs以上且3μs以下的范围内的值。

13.如权利要求12所述的校正电路，其中，

各个所述通道具有垂直谐振腔结构，所述垂直谐振腔结构具有布置在一对多层膜反射镜之间的活性层，并且

所述第二校正部校正所述电流脉冲的波形，使得所述电流脉冲的波形高度值发生与所述活性层的温度变化相对应的变化。

14.如权利要求13所述的校正电路，其中，所述第二校正部根据环境温度、所述电流脉冲的被所述第一校正部校正后的电流量以及所述活性层的温度变化来改变所述最大电流量。

15.一种驱动电路，其包括：

电流源，其能够针对多通道表面发光型激光器阵列的各个通道独立地驱动所述多通道表面发光型激光器阵列；以及

如权利要求1-14中任一项所述的校正电路，其用于校正所述电流源输出的电流脉冲的波形。

16.一种发光装置，其包括：

多通道表面发光型激光器阵列；以及

如权利要求15所述的驱动电路，其用于驱动所述激光器阵列。

17.一种用于校正电流脉冲波形的方法，其包括：

导出多通道表面发光型激光器阵列中第一通道的由一个以上的第二通道的发热引起的温度上升量，所述第二通道是所述激光器阵列包括的所有通道中的至少邻近所述第一通道的通道；以及

基于由所述温度上升导出部导出的所述温度上升量对从电流源输出到所述第一通道的电流脉冲的波形进行校正，所述电流源能够针对所述激光器阵列的各个通道独立地驱动所述激光器阵列。

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